बल प्रयोगशाळा: न्यूटनचा दुसरा नियम
1 · अनुमान
तुम्ही घर्षणहीन जमिनीवरील चौकोनाला सातत्यपूर्ण बलाने ढकलता. त्याच बलाने जड चौकोन ढकलल्यास, तो हलक्यापेक्षा जास्त जलद, कमी जलद की त्याच दराने जलद होतो?
- जड चौकोन जास्त जलद प्रवेग घेतो
- दोन्ही चौकोन समान दराने प्रवेग घेतात
- जड चौकोन कमी जलद प्रवेग घेतो
2 · मांडणी
- बल प्रयोगशाळा प्रीसेट उघडा. एकटा चौकोन घर्षणहीन जमिनीवर विश्रांतीत बसला आहे, एका स्थिर बलाने पुढे ढकलला जात.
- चाल-प्रोब चौकोनावर जोडला आहे याची खात्री करा, मग गुणधर्म पॅनेलमध्ये चौकोनाचे वस्तुमान व लागू बलाची ताकद तपासा.
- खालील प्रत्येक ओळीसाठी चौकोनाचे वस्तुमान व बलाची ताकद गुणधर्म पॅनेलमध्ये जुळवा, सिम्युलेशन नेमका 1 सेकंद (60 फ्रेम) चालवा, व प्रोबची चाल वाचा.
3 · डेटा गोळा करा
| वस्तुमान (kg) | लागू बल (N) | t = 1 s वरील चाल (m/s) | t = 1 s वरील संवेग (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 2.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | ||
| 4.00 | 8.00 |
लागू बल (x-अक्ष) विरुद्ध 1 सेकंदानंतर मोजलेली चाल (y-अक्ष) आलेखित करा, प्रत्येक चाचणी-वस्तुमानासाठी एक रेषा. प्रत्येक रेषेची ढाल काय दर्शवते?
4 · विश्लेषण
- प्रत्येक ओळीसाठी लागू बल ÷ वस्तुमान. ते मूल्य 1 सेकंदानंतर मोजलेल्या चालीशी कसे जुळते? तुम्ही नेमका कोणती राशी काढली?
- ओळी 1 आणि 3 तुलना करा (तेच बल, वेगळे वस्तुमान). वस्तुमान दुप्पट केल्याने त्याच 1-सेकंदाच्या ढकलण्यानंतरची चाल कितीने बदलली?
5 · विस्तार
- ही जमीन घर्षणहीन आहे. चौकोनावर एक लहान स्थिर घर्षण-बलही काम करत असल्यास तुमची चाल-वाचने कशी बदलतील असे भाकीत करा. लागू बल ÷ वस्तुमान एकटे तरी त्यापुढचा त्वरण भाकित करू शकेल का?
- खरेदीची गाडी व भरलेली डिलिव्हरी ट्रक — दोन्हीला समान बल देणाऱ्या इंजिनाने ढकलता येते. दोन्ही समान दराने जलद का होत नाहीत ते तुमच्या डेटाने स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
न्यूटनचा दुसरा नियम
वस्तूवरील एकूण बल म्हणजे वस्तुमान × त्वरण. इथे एकटे स्थिर बल चौकोनाला विश्रांतीतून प्रवेग देते, म्हणून निश्चित वेळानंतर मोजलेली चाल त्या बलाने दिलेला त्वरण उघड करते.
संवेग
संवेग म्हणजे वस्तुमान × वेग. प्रत्येक फेरी विश्रांतीतून सुरू होते, म्हणून 1-सेकंदाच्या खुणेवरील संवेग समान ढकलण्याने वेगळ्या वस्तुमानांच्या चौकोनांत किती गती तयार होते ते दाखवतो.
यांत्रिकी
- प्रक्षेप्य गती व गतिज ऊर्जा
- उतारावरील चेंडू: घर्षणहीन उतारावरील ऊर्जा
- घर्षण उतारावरील घन: स्थैतिक-घर्षण सीमा शोधणे
- अंतिम चाल: ड्रॅगमधून पडणे
- विरुद्ध बले: न्यूटनचा दुसरा नियम व संवेग
- उसळणारा चेंडू: आघातावरील ऊर्जा हानी
- प्रत्यास्थ टक्कर व संवेग संवरकता
- अप्रत्यास्थ टक्कर व संवेग संवरकता
- न्यूटनचे होडे: संवेग व ऊर्जा हस्तांतरण
- सरल लंब
- स्प्रिंगला टांगलेले वस्तुमान: सरल आवर्ती गती
- एकसमान वृत्तीय गती व अभिकेंद्र बल