मुक्त पतन: वस्तुमान पडण्याची जलदी बदलते का?
1 · अनुमान
हलका, मध्यम व जड चेंडू एकाच उंचीतून एकाच वेळी सोडा. कोण आधी जमिनीला लागतो?
- जड चेंडू जास्त जलद पडतो व आधी लागतो.
- तिन्ही समान दराने पडतात व एकत्र लागतात.
- हलका चेंडू जास्त जलद पडतो व आधी लागतो.
2 · मांडणी
- मुक्त-पतन प्रीसेट उघडा. तुम्हाला एकाच उंचीवर रांगेत तीन वेगळ्या आकारांचे चेंडू दिसायला हवेत.
- मध्यम चेंडूवर उंची-प्रोब जोडा व तिन्ही चेंडू एकाच y-स्थानावर सुरू होतात याची खात्री करा.
- सिम्युलेशन चालवा व स्टॉपवॉच/फ्रेम-गणक वापरून प्रत्येक चेंडूचा पडण्याचा वेळ मापा.
3 · डेटा गोळा करा
| वस्तुमान (kg) | लागलेला वेळ (s) | पडण्याची चाल (m/s) | संवेग (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 3.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 |
तिन्ही चेंडूंसाठी पडण्याची चाल (y-अक्ष) विरुद्ध लागलेला वेळ (x-अक्ष) एकाच आलेखावर काढा.
4 · विश्लेषण
- एकाच वेळी हलक्या, मध्यम व जड चेंडूंच्या पडण्याच्या चाली तुलना करा. काय दिसते?
- तुमच्या डेटावरून प्रत्येक चेंडूचे त्वरण (Δspeed / Δtime) काढा. ते g = 9.8 m/s² शी कसे जुळते?
5 · विस्तार
- पंख व बोलिंग-चेंडू खऱ्या हवेत टाकल्यास एकत्र लागत नाहीत. या आदर्श सिममध्ये नसलेले कोणते बल तो फरक घडवते?
- चंद्रावरील अंतराळवीरांनी हत्यारा व पंख टाकले व दोन्ही एकत्र उतरली. खऱ्या वस्तूंसह हे प्रदर्शन पाहण्यासाठी चंद्र पृथ्वीपेक्षा चांगली जागा का आहे ते स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
संवेग
तिन्ही चेंडूंची दिलेल्या वेळी पडण्याची चाल समान असली तरी, संवेग वस्तुमानाच्या प्रमाणात बदलतो — म्हणूनच जड चेंडू जास्त जलद न पडताही आघातावर जास्त नुकसान करेल.
यांत्रिकी
- प्रक्षेप्य गती व गतिज ऊर्जा
- उतारावरील चेंडू: घर्षणहीन उतारावरील ऊर्जा
- घर्षण उतारावरील घन: स्थैतिक-घर्षण सीमा शोधणे
- अंतिम चाल: ड्रॅगमधून पडणे
- बल प्रयोगशाळा: न्यूटनचा दुसरा नियम
- 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