Mehānika
Krava uz slīpuma
Vēro, kā krava lēni slīd lejup — slīpumam vajag mazāk spēka nekā celšanai.
Krava uz slīpuma — interaktīva Mehānika simulācija. Vēro, kā krava lēni slīd lejup — slīpumam vajag mazāk spēka nekā celšanai. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Slīpa plakne kā mašīna
Slīpums ļauj pacelt kravu ar mazāku spēku, pieliktu garākā attālumā — mainot attālumu pret spēku.
Ideāli veiktais darbs ir vienāds ar gravitācijas potenciālās enerģijas pieaugumu. Garāks, sekļāks slīpums samazina vajadzīgo grūšanas spēku, maksājot ar to, ka krava jāpārvieto tālāk gar nogāzi.
- W = Fd = mgh (ideāli)
- F_parallel = mg sin θ
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Ja tu atlaidīsi kravu no miera un padarīsi slīpuma leņķi stāvāku, kas notiek ar tās ātrumu pēc tā paša laika?
Prognozes, ko svērt
- Tā paātrinās ātrāk — stāvāks slīpums dod lielāku paātrinājumu.
- Tā sasniedz to pašu ātrumu — leņķis neietekmē to, cik ātri tā paātrinās.
- Tā paātrinās lēnāk — stāvāks slīpums dod mazāku paātrinājumu.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Slīpuma leņķis (deg)
- Kravas masa (kg)
- Pagājušais laiks (s)
Ko tu mēri:
- Ātrums (m/s)
- Kinētiskā enerģija (J)
Kā izpēte norit
- Atver slīpuma un kravas eksperimentu mehānikas smilškastē.
- Atlasīts slīpumu un izmanto Īpašību paneli, lai iestatītu tā slīpuma leņķi šim mēģinājumam.
- Atlaid kravu no miera augšā un nolasi tās ātrumu no zondes pēc uzskaitītā pagājušā laika.
Noteicošais vienādojums
Kinētiskā enerģija — KE = ½·m·v²
Kravas kinētiskā enerģija aug ar tās ātruma kvadrātu, tai paātrinoties lejup pa slīpumu — ātruma dubultošana četrkāršo KE.
Gravitācijas potenciālā enerģija — PE = m·g·h
Uz berzes brīva slīpuma gravitācijas PE, ko krava zaudē, nolaižoties, pilnībā pārvēršas kinētiskajā enerģijā, ko tā iegūst — nekas netiek zaudēts siltumam.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Izmantojot v = g sin θ · t, izrēķini gaidāmo ātrumu katrai rindai un salīdzini ar to, ko nolasi no zondes.
- Kravas masa paliek fiksēta 3 kg visos trijos mēģinājumos, kamēr leņķis mainās. Ko tas saka par sakarību starp masu un paātrinājumu uz berzes brīva slīpuma?
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Divas dažādas masas kravas tiek laistas no tā paša leņķa vienlaikus. Kura sasniedz apakšu pirmā? Izmanto savus datus, lai pamatotu atbildi.
- Īstiem slīpumiem ir berze. Ja šis slīpums nebūtu berzes brīvs, vai izmērītais ātrums būtu lielāks vai mazāks par tavu v = g sin θ · t prognozi, un kāpēc?
- 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
- Sveicināts slīpuma kravas eksperimentā
- Atlasīts kravu
- Nospied „Atskaņot”
- Paceļ kravu
- Atver datus
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →