Meccanica
Palla su un piano inclinato
Osserva la palla accelerare mentre scende lungo il pendio.
Palla su un piano inclinato — simulazione interattiva (Meccanica). Osserva la palla accelerare mentre scende lungo il pendio. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Gravità lungo una rampa
Su un piano senza attrito, la gravità tira la palla lungo il pendio. Solo la componente parallela alla rampa accelera la palla.
La gravità agisce verticalmente verso il basso. Su una superficie inclinata la scomponi in componenti: una parallela alla rampa (che causa l'accelerazione) e una perpendicolare (bilanciata dalla forza normale). Ecco perché una palla rotola giù per una collina anche se la gravità punta sempre verso il basso.
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (senza attrito)
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Una palla pesante e una leggera sono lasciate andare da fermo alla stessa altezza su una rampa senza attrito. Quale arriva prima in fondo?
Previsioni da valutare
- La palla pesante arriva prima in fondo.
- Le due palle arrivano in fondo alla stessa velocità.
- La palla leggera arriva prima in fondo.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Massa (kg)
- Angolo della rampa (°)
- Dislivello percorso (m)
Cosa misuri:
- PE gravitazionale (J)
- Velocità in fondo (m/s)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset Piano inclinato. Annota l'angolo della rampa, la massa della palla e l'altezza di partenza sopra la base della rampa.
- Usa il pannello Proprietà per impostare massa della palla e angolo della rampa di questa prova, e annota l'altezza verticale di partenza della palla sopra la base.
- Esegui la simulazione e registra la lettura di velocità (sonda) appena la palla raggiunge il fondo della rampa.
Equazione che governa
Energia potenziale gravitazionale — PE = m·g·h
L'altezza della palla sopra la base della rampa immagazzina PE gravitazionale prima del rilascio: il budget energetico che si converte in moto mentre rotola giù.
Energia cinetica — KE = ½·m·v²
Su una rampa senza attrito, tutta la PE di partenza si è convertita in KE quando la palla raggiunge il fondo: è ciò che fissa la sua velocità finale.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per ogni riga calcola 1/2 m v^2 con la velocità di fondo misurata. Confrontala con la colonna PE gravitazionale. Cosa noti?
- Le tue tre prove usano angoli di rampa diversi. Cambiare solo l'angolo, a pari altezza di partenza, cambia la velocità finale? Usa la conservazione dell'energia per spiegare perché sì o no.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- La colonna PE gravitazionale dipende dalla massa, ma la velocità finale misurata no. Spiega perché una palla pesante non arriva prima di una leggera su una rampa senza attrito.
- Una rampa reale ha un po' d'attrito, e una palla che rotola deve spendere parte dell'energia per mettersi a ruotare. Ti aspetti che la velocità finale di una palla reale sia più alta o più bassa della tua previsione senza attrito? Perché?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Prevedi: conta la massa?
- Cambia: raddoppia la massa della palla
- Esegui: cattura due prove
- Leggi il grafico
- Spiega: il risultato sorprendente
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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