Lab Gaya: Hukum Kedua Newton
1 · Memprediksi
Anda mendorong sebuah kotak melintasi lantai tanpa gesekan dengan gaya tetap. Jika Anda mendorong kotak yang lebih berat dengan gaya yang sama, apakah percepatannya lebih cepat, lebih lambat, atau sama cepatnya dengan kotak yang lebih ringan?
- Kotak yang lebih berat berakselerasi lebih cepat
- Kedua kotak berakselerasi dengan laju yang sama
- Kotak yang lebih berat berakselerasi lebih lambat
2 · Pengaturan
- Buka preset Force Lab. Sebuah kotak berada dalam keadaan diam di atas lantai yang licin dan ada gaya konstan yang mendorongnya ke depan.
- Pastikan probe kecepatan terpasang pada kotak, lalu periksa massa kotak dan kekuatan gaya yang diterapkan di panel Inspektur.
- Untuk setiap baris di bawah ini, atur massa kotak dan kekuatan gaya di Inspektur agar sesuai, jalankan simulasi tepat pada 1 detik (frame 60), dan baca kecepatan probe.
3 · Kumpulkan Data
| Massa (kg) | Kekuatan Terapan (N) | Kecepatan pada t = 1 s (m/s) | Momentum pada t = 1 s (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 2.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | ||
| 4.00 | 8.00 |
Plot gaya yang diberikan (sumbu x) terhadap kecepatan yang Anda ukur setelah 1 detik (sumbu y), satu garis per massa yang diuji. Apa yang direpresentasikan oleh kemiringan setiap garis?
4 · Analisis
- Untuk setiap baris, bagi gaya yang diberikan dengan massa. Bagaimana nilai tersebut dibandingkan dengan kecepatan yang Anda ukur setelah 1 detik? Berapa jumlah yang baru saja Anda hitung?
- Bandingkan baris 1 dan 3 (gaya yang sama, massa berbeda). Berapa penggandaan massa mengubah kecepatan yang dihasilkan setelah dorongan kedua 1 yang sama?
5 · Perluas
- Lantai ini bebas gesekan. Prediksikan perubahan pembacaan kecepatan jika gaya gesek kecil yang konstan juga bekerja pada kotak. Akankah membagi gaya yang diterapkan dengan massa saja masih bisa memprediksi percepatan yang dihasilkan?
- Kereta belanja dan truk pengantar barang yang bermuatan keduanya dapat didorong oleh mesin yang menghasilkan gaya yang sama. Gunakan data Anda untuk menjelaskan mengapa kecepatannya tidak sama.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Hukum Kedua Newton
Gaya total pada suatu benda sama dengan massanya dikalikan percepatannya. Di sini sebuah gaya konstan mempercepat kotak dari keadaan diam, sehingga kecepatan yang diukur setelah waktu tertentu menunjukkan percepatan gaya yang dihasilkan.
momentum
Momentum adalah massa dikalikan kecepatan. Setiap percobaan dimulai dari keadaan diam, sehingga momentum pada tanda 1 detik menunjukkan seberapa besar gerakan yang dihasilkan oleh dorongan yang sama dalam kotak dengan massa berbeda.