Labda rámpán: energia súrlódásmentes ferde síkon

1 · Jóslás

Egy nehezebb és egy könnyebb labdát ugyanabból a magasságból, nyugalmi helyzetben engednek el egy súrlódásmentes rámpán. Melyik ér előbb az aljára?

• A nehezebb labda ér előbb az aljára.
• Mindkét labda ugyanazzal a sebességgel ér az aljára.
• A könnyebb labda ér előbb az aljára.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a Ferde sík előbeállítást. Jegyezd fel a rámpa dőlésszögét, a labda tömegét és a rámpa alapja feletti kiinduló magasságát.
2. Használd a Tulajdonságok panelt a labda tömegének és a rámpa szögének beállításához ehhez a méréshez, és jegyezd fel a labda függőleges kiinduló magasságát a rámpa alapja felett.
3. Futtasd a szimulációt, és rögzítsd a labda sebesség-leolvasását (mérő) pontosan akkor, amikor a rámpa aljára ér.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a rámpa alján mért sebességet (y-tengely) a kiinduló magassággal (x-tengely) a három mérésedhez. Egyenes vonal-e a kapcsolat?

4 · Elemzés

1. Minden sornál számítsd ki az 1/2 m v^2-et a rámpa alján mért sebességgel. Hasonlítsd a gravitációs PE oszlophoz. Mit veszel észre?
2. A három mérésed különböző rámpaszögeket használ. Önmagában a szögváltoztatás, azonos kiinduló magassággal, változtatja-e a végsebességet? Használd az energiamegmaradást a magyarázathoz.

5 · Kiterjesztés

1. A gravitációs PE oszlopod tömegfüggő, de a mért végsebesség nem. Magyarázd meg, miért nem ér előbb az aljára egy nehezebb labda, mint egy könnyebb, súrlódásmentes rámpán.
2. Egy valódi rámpának van súrlódása, és egy valódi gördülő labdának energiát is kell költenie a pörgésbe, ahogy gurul. A valódi labda végsebessége magasabb vagy alacsonyabb lesz, mint a súrlódásmentes jóslatod? Miért?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap