Slīpums un krava: paātrinājums uz slīpuma
1 · Prognozē
Ja tu atlaidīsi kravu no miera un padarīsi slīpuma leņķi stāvāku, kas notiek ar tās ātrumu pēc tā paša laika?
- 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.
2 · Iestati
- 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.
3 · Vāc datus
| Slīpuma leņķis (deg) | Kravas masa (kg) | Pagājušais laiks (s) | Ātrums (m/s) | Kinētiskā enerģija (J) |
|---|---|---|---|---|
| 10.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 20.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 30.00 | 3.00 | 1.00 |
Zīmē ātrumu (y ass) pret slīpuma leņķi (x ass) fiksētajiem 1 s mēģinājumiem. Vai sakarība ir taisne?
4 · Analizē
- 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?
5 · Paplašina
- 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?
Fizika aiz šī eksperimenta
Kinētiskā enerģija
Kravas kinētiskā enerģija aug ar tās ātruma kvadrātu, tai paātrinoties lejup pa slīpumu — ātruma dubultošana četrkāršo KE.
Gravitācijas potenciālā enerģija
Uz berzes brīva slīpuma gravitācijas PE, ko krava zaudē, nolaižoties, pilnībā pārvēršas kinētiskajā enerģijā, ko tā iegūst — nekas netiek zaudēts siltumam.
Mehānika
- Izsviesta ķermeņa kustība un kinētiskā enerģija
- Bumba uz slīpuma: enerģija uz berzes brīvas slīpas plaknes
- Klucis uz berzes slīpuma: miera berzes robežas atrašana
- Robežātrums: krišana caur pretestību
- Spēku laboratorija: Ņūtona otrais likums
- Pretējie spēki: Ņūtona otrais likums un kustības daudzums
- Lēcoša bumba: enerģijas zudums triecienā
- Elastīgas sadursmes un kustības daudzuma saglabāšanās
- Neelastīga sadursme un kustības daudzuma saglabāšanās
- Ņūtona šūpulis: kustības daudzuma un enerģijas pāreja
- Vienkāršs svārsts
- Ķermenis uz atsperes: harmoniskās svārstības