Moto del proiettile ed energia cinetica
1 · Prevedi
Se lanci la palla più veloce, come cambiano la sua energia cinetica al lancio e l'altezza massima?
- Entrambe aumentano
- Restano uguali
- L'energia cinetica aumenta ma l'altezza resta uguale
2 · Configurazione
- Apri la simulazione del proiettile e premi Reimposta.
- Abilita la sonda di velocità e la lettura dell'altezza — l'altezza viene misurata dal PAVIMENTO, non dal punto di lancio, quindi include l'altezza di lancio fissa di 1,2 m della palla.
- Imposta la velocità di lancio per ogni prova qui sotto, premi Play e registra i valori di picco.
3 · Raccogli dati
| Massa m (kg) | Velocità di lancio v (m/s) | K = ½mv² (J) | Altezza massima h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
Traccia l'altezza massima h (asse y) contro l'energia cinetica al lancio KE (asse x).
4 · Analizza
- Mostra i passaggi con cui calcoli KE = ½mv² per una prova e confrontalo con la lettura dell'energia cinetica della simulazione.
- Descrivi la relazione tra energia cinetica di lancio e altezza massima. È lineare? Cita numeri della tua tabella.
5 · Estendi
- A velocità fissata, quale angolo di lancio dà la massima altezza? Spiega perché.
- I veri proiettili non raggiungono l'altezza che la tua tabella prevede. Dove finisce l'energia mancante?
La fisica dietro questo esperimento
Energia cinetica
L'energia del moto al lancio, dalla massa e dalla velocità di lancio che imposti per ogni prova.
Energia potenziale gravitazionale
L'energia immagazzinata all'altezza di picco della palla, letta dall'altezza della palla al di sopra del PAVIMENTO — non al di sopra del punto di lancio. Poiché questo lancio è angolato (non dritta verso l'alto), solo la componente verticale della velocità di lancio si converte in aumento aggiuntivo al di sopra del lancio: trasporta il 64% dell'energia cinetica di lancio a questo angolo (il resto rimane movimento orizzontale, ancora presente al picco). Ma l'altezza letta include anche l'altezza di lancio fissa della palla di 1.2 m al di sopra del pavimento, quindi l'energia potenziale al picco è m·g·(1.2 m + rise) — non semplicemente 0.64× l'energia cinetica di lancio, e il rapporto tra loro cambia con la velocità piuttosto che rimanere fisso.
Meccanica
- Palla su una rampa: energia su un piano senza attrito
- Blocco su una rampa con attrito: trovare la soglia di attrito statico
- Velocità terminale: cadere attraverso la resistenza
- Laboratorio di forze: seconda legge di Newton
- Forze opposte: seconda legge di Newton e quantità di moto
- Palla che rimbalza: perdita di energia all'impatto
- Urto elastico e conservazione della quantità di moto
- Urto anelastico e conservazione della quantità di moto
- Culla di Newton: trasferimento di quantità di moto ed energia
- Pendolo semplice
- Massa su molla: moto armonico semplice
- Moto circolare uniforme e forza centripeta