Mechanika

Laisvasis kritimas

Stebėk, kaip visos masės veikiamos gravitacijos krenta vienodu greičiu.

Laisvasis kritimas — interaktyvi Mechanika simuliacija. Stebėk, kaip visos masės veikiamos gravitacijos krenta vienodu greičiu. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Laisvasis kritimas

Vienodoje gravitacijoje be oro pasipriešinimo visi objektai krenta tuo pačiu pagreičiu g nepriklausomai nuo masės.

Galilėjaus įžvalga: masė sutrumpinama iš F = ma, kai vienintelė jėga — svoris. Lengvi ir sunkūs objektai, paleisti kartu, šioje idealizuotoje scenoje žemę pasiekia kartu.

• y = y₀ + v₀t + ½gt²
• a = g (vienodas visoms masėms)

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Nuleisk lengvą, vidutinį ir sunkų rutulį iš to paties aukščio tuo pačiu metu. Kuris pirmas pasiekia žemę?

Svarstytini spėjimai

• Sunkesnis rutulys krenta greičiau ir nusileidžia pirmas.
• Visi trys krenta tuo pačiu greičiu ir nusileidžia kartu.
• Lengvesnis rutulys krenta greičiau ir nusileidžia pirmas.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Masė (kg)
• Praėjęs laikas (s)

Ką tu matauji:

• Kritimo greitis (m/s)
• Judesio kiekis (kg·m/s)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk laisvojo kritimo eksperimentą. Turėtum matyti tris skirtingų dydžių rutulius vienoje linijoje tame pačiame aukštyje.
2. Prikabink aukščio zondą prie vidutinio rutulio ir įsitikink, kad visi trys rutuliai pradeda tame pačiame y-pozicijoje.
3. Paleisk simuliaciją ir naudodamas chronometrą / kadrų skaitiklį išmatuok kiekvieno rutulio kritimo laiką.

Valdančioji lygtis

Judesio kiekis — p = m·v

Nors visi trys rutuliai tam tikru laiku turi tą patį kritimo greitį, jų judesio kiekiai skiriasi, nes judesio kiekis skaluojasi su mase — todėl sunkusis rutulys padarytų daugiau žalos smūgio metu, nors ir nekrenta greičiau.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Palygink lengvo, vidutinio ir sunkaus rutulių kritimo greičius tame pačiame laike. Ką pastebi?
• Naudodamas savo duomenis apskaičiuok pagreitį (Δgreitis / Δlaikas) kiekvienam rutuliui. Kaip jis lyginasi su g = 9,8 m/s²?

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Plunksna ir boulingo kamuolys, nuleisti realiame ore, NE nusileidžia kartu. Kokia jėga, kurios nėra šioje idealizuotoje simuliacijoje, sukelia tą skirtumą?
• Astronautai Mėnulyje nuleido plaktuką ir plunksną — jos nusileido kartu. Paaiškink, kodėl Mėnulis yra geresnė vieta nei Žemė šiai demonstracijai su realiais daiktais.

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
• Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
• Middle School Physical Science — Energy in, energy out

1. Kuris nusileis pirmas?
2. Patikrink masę
3. Užfiksuok kritimą
4. Skaityk grafiką
5. Paaiškink savo įrodymus

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Laisvasis kritimas ir mesto kūno judėjimas