Bumba uz slīpuma: enerģija uz berzes brīvas slīpas plaknes

1 · Prognozē

Smagāka bumba un vieglāka bumba tiek laistas no miera vienā augstumā uz berzes brīva slīpuma. Kura sasniedz apakšu ātrāk?

Atver slīpuma eksperimentu. Ievēro slīpuma leņķi un bumbas masu un tās sākuma augstumu virs slīpuma pamatnes.
Izmanto Īpašību paneli, lai iestatītu bumbas masu un slīpuma leņķi šim mēģinājumam, un ievēro bumbas vertikālo sākuma augstumu virs slīpuma pamatnes.
Palaid simulāciju un ieraksti bumbas ātruma rādījumu (zondi) tieši brīdī, kad tā sasniedz slīpuma apakšu.

Masa (kg)	Slīpuma leņķis (°)	Nokrišanas augstums (m)
1.00	15.00	0.30
1.50	25.00	0.50
2.00	35.00	0.70

Zīmē ātrumu apakšā (y ass) pret sākuma augstumu (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai sakarība ir taisne?

Katrai rindai izrēķini 1/2 m v^2 ar savu izmērīto apakšas ātrumu. Salīdzini to ar Gravitācijas PE kolonnu. Ko tu ievēro?
Tavi trīs mēģinājumi izmanto dažādus slīpuma leņķus. Vai tikai leņķa maiņa, pie tā paša sākuma augstuma, maina galīgo ātrumu? Izmanto enerģijas saglabāšanos, lai izskaidrotu, kāpēc jā vai nē.

Tava Gravitācijas PE kolonna atkarīga no masas, bet izmērītais galīgais ātrums nav. Izskaidro, kāpēc smagāka bumba nesasniedz apakšu ātrāk par vieglāku uz berzes brīva slīpuma.
Īstam slīpumam ir berze, un īstai ritošai bumbai arī jātērē daļa enerģijas griešanās uzsākšanai. Vai tu sagaidītu, ka īstas bumbas galīgais ātrums būs lielāks vai mazāks par tavu berzes brīvo prognozi? Kāpēc?

Bumbas augstums virs slīpuma pamatnes uzkrāj gravitācijas PE pirms palaišanas — enerģijas budžets, kas pārvēršas kustībā, tai ripojot lejup.

Uz berzes brīva slīpuma visa sākuma PE ir pārvērsta KE, kad bumba sasniedz apakšu — tieši tas nosaka tās galīgo ātrumu.