Kritimas Mėnulyje: ar masė keičia laisvojo kritimo greitį?

1 · Spėk

Mėnulyje 1 kg ir 6 kg rutuliai paleidžiami kartu iš to paties aukščio vakuume be oro pasipriešinimo. Kuris greičiau įsibėgėja krisdamas?

2 · Paruošk

  1. Atidaryk Kritimo Mėnulyje eksperimentą. Pastebėk du rutulius: lengvąjį (1 kg) ir sunkųjį (6 kg), paleidžiamus kartu veikiant Mėnulio gravitacijai (g = 1,6 m/s²).
  2. Pasirink kiekvieną rutulį iš eilės ir nustatyk jo masę savybių skydelyje pagal žemiau esančios duomenų lentelės Masės stulpelį prieš kiekvieną paleidimą.
  3. Paleisk abu rutulius, pristabdyk sim ties Laiko stulpelyje nurodytu praėjusiu laiku ir skaityk rutulio žemyn einantį greitį (vy) iš zondo.

3 · Rink duomenis

Masė (m) (kg)Praėjęs laikas (t) (s)Greitis (vy) (m/s)Judesio kiekis (p) (kg·m/s)
1.001.00
6.001.00
6.002.00

Braižyk vy (y ašis) prieš masę (x ašis) naudodamas 1 ir 2 eilutes. Tada braižyk vy prieš laiką naudodamas 2 ir 3 eilutes. Kokios formos kiekvienas grafikas ir ką jis sako apie laisvąjį kritimą Mėnulyje?

4 · Analizuok

  1. Naudodamas užsirašytas vy ir masės reikšmes apskaičiuok judesio kiekį p = mv kiekvienai eilutei. Parodyk savo darbą.
  2. Palygink 1 ir 2 eilutes (tas pats laikas, skirtinga masė) bei 2 ir 3 eilutes (ta pati masė, skirtingas laikas). Ką kiekvienas palyginimas sako apie tai, kaip greitis priklauso nuo masės ir nuo laiko?

5 · Išplėsk

  1. Paaiškink, naudodamas F = ma ir svoris = mg, kodėl sunkesnis rutulys nekrenta greičiau Mėnulyje — nors gravitacija traukia jį didesne jėga.
  2. Jei tas pats eksperimentas būtų atliktas Žemėje, nuleidžiant plunksną ir boulingo kamuolį pro orą, ar tavo duomenų lentelė atrodytų taip pat? Kodėl taip arba ne?

Fizika už šio eksperimento

Judesio kiekis

Judesio kiekis p = mv sujungia objekto masę ir greitį į vieną dydį — nors lengvasis ir sunkusis rutuliai tam tikru laiku turi tą patį kritimo greitį, sunkesnis rutulys neša kur kas daugiau judesio kiekio.

Kinetinė energija

KE = ½mv² auga su greičio kvadratu ir tiesiogiai su mase — tad du rutuliai, trenkiąsi į žemę tuo pačiu greičiu, vis tiek neša labai skirtingus kiekius kinetinės energijos, jei jų masės skiriasi.

← Grįžti prie eksperimento

Mechanika

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai