Jatuh Bebas: Apakah Massa Mengubah Seberapa Cepat Benda Jatuh?
1 · Memprediksi
Jatuhkan bola ringan, sedang, dan berat dari ketinggian yang sama secara bersamaan. Manakah yang pertama kali menyentuh tanah?
- Bola yang lebih berat akan jatuh lebih cepat dan mendarat terlebih dahulu.
- Ketiganya jatuh dengan kecepatan yang sama dan mendarat bersamaan.
- Bola yang lebih ringan jatuh lebih cepat dan mendarat terlebih dahulu.
2 · Pengaturan
- Buka preset free-fall. Anda akan melihat tiga bola dengan ukuran berbeda berbaris pada ketinggian yang sama.
- Pasang probe ketinggian ke bola sedang dan pastikan ketiga bola dimulai pada y-position yang sama.
- Jalankan simulasi dan gunakan penghitung stopwatch/frame untuk menghitung waktu jatuhnya setiap bola.
3 · Kumpulkan Data
| Massa (kg) | Waktu yang Berlalu (s) | Kecepatan Jatuh (m/s) | momentum (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 3.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 |
Plot kecepatan jatuh (sumbu y) terhadap waktu yang berlalu (sumbu x) untuk ketiga bola pada grafik yang sama.
4 · Analisis
- Bandingkan kecepatan jatuhnya bola ringan, sedang, dan berat pada waktu yang sama. Apa yang Anda perhatikan?
- Dengan menggunakan data Anda, hitung percepatan (Δspeed / Δtime) untuk setiap bola. Bagaimana perbandingannya dengan g = 9.8 m/s²?
5 · Perluas
- Bulu dan bola bowling yang dijatuhkan di udara TIDAK akan mendarat bersamaan. Kekuatan apa, yang hilang dari sim ideal ini, yang menyebabkan perbedaan itu?
- Astronot di Bulan menjatuhkan palu dan bulu dan mereka mendarat bersama. Jelaskan mengapa Bulan adalah tempat yang lebih baik daripada Bumi untuk melihat demonstrasi ini dengan objek nyata.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
momentum
Meskipun ketiga bola memiliki kecepatan jatuh yang sama pada waktu tertentu, momennya berbeda karena momentumnya berskala seiring dengan massa — inilah sebabnya bola yang berat akan menimbulkan lebih banyak kerusakan pada benturannya meskipun jatuh tidak lebih cepat.