Mekanik

Gerakan projekril

Tonton lengkung parabola apabila graviti melengkungkan lintasan ke bawah.

Gerakan projekril — simulasi Mekanik interaktif. Tonton lengkung parabola apabila graviti melengkungkan lintasan ke bawah. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.

Kebebasan gerakan

Gerakan mengufuk dan menegak adalah bebas. Laju mengufuk kekal malar (mengabaikan rintangan udara) sementara graviti menarik objek ke bawah.

Galileo menunjukkan bahawa gerakan mengufuk projektil tidak menjejaskan jatuh menegaknya. Anda boleh mengolah gerakan itu sebagai dua masalah berasingan: halaju malar sepanjang x, dan pecutan malar sepanjang y disebabkan graviti. Menggabungkannya melakarkan parabola.

• x = v₀ cos θ · t
• y = v₀ sin θ · t − ½gt²
• Julat R ≈ (v₀² sin 2θ) / g

Ringkasan penyiasatan

Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal

Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.

Soalan pemacu

Jika anda melancarkan bola dengan lebih laju, bagaimanakah tenaga kinetiknya semasa pelancaran dan ketinggian maksimumnya berubah?

Ramalan untuk ditimbang

• Kedua-duanya meningkat
• Kedua-duanya kekal sama
• Tenaga kinetik meningkat tetapi ketinggian kekal sama

Peranan pemboleh ubah

Apa yang anda tetapkan:

• Jisim m (kg)
• Laju pelancaran v (m/s)

Apa yang anda ukur:

• KE = ½mv² (J)
• Ketinggian maksimum h (m)

Bagaimana penyiasatan berjalan

1. Buka simulasi projektil dan tekan Set semula.
2. Aktifkan prob laju dan bacaan ketinggian -- ketinggian diukur daripada LANTAI, bukan titik pelancaran, jadi ia merangkumi ketinggian pelancaran tetap bola 1.2 m.
3. Tetapkan laju pelancaran bagi setiap percubaan di bawah, tekan Main, dan rekodkan nilai puncak.

Persamaan pengawal

Tenaga Kinetik — KE = ½·m·v²

Tenaga gerakan semasa pelancaran, daripada jisim dan laju pelancaran yang anda tetapkan bagi setiap percubaan.

Tenaga Keupayaan Graviti — PE = m·g·h

Tenaga tersimpan pada ketinggian puncak bola, dibaca daripada ketinggian bola di atas LANTAI -- bukan di atas titik pelancaran. Oleh sebab pelancaran ini bersudut (bukan lurus ke atas), hanya komponen menegak halaju pelancaran bertukar kepada kenaikan tambahan di atas pelancaran: ia membawa 64% daripada KE pelancaran pada sudut ini (yang lain kekal sebagai gerakan mengufuk, masih hadir pada puncak). Tetapi ketinggian bacaan itu juga merangkumi ketinggian pelancaran tetap bola 1.2 m di atas lantai, jadi PE pada puncak ialah m·g·(1.2 m + kenaikan) -- bukan sekadar 0.64× KE pelancaran, dan nisbah antara keduanya berubah dengan laju dan bukannya kekal tetap.

Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan

• Tunjukkan kerja anda mengira KE = ½mv² bagi satu percubaan dan bandingkannya dengan bacaan tenaga-kinetik simulasi.
• Huraikan hubungan antara tenaga kinetik pelancaran dan ketinggian maksimum. Adakah ia linear? Rujuk nombor daripada jadual anda.

Di mana ini muncul di luar makmal

• Pada laju tetap, sudut pelancaran berapa memberikan ketinggian maksimum paling besar? Terangkan sebabnya.
• Projekril sebenar tidak mencapai ketinggian yang diramal oleh jadual anda. Ke mana tenaga yang hilang itu pergi?

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law

1. Ramal: apa berlaku pada ketinggian maksimum?
2. Ubah: tetapkan laju pelancaran kepada 8 m/s
3. Jalankan: tangkap dua percubaan
4. Baca graf
5. Terangkan: apa yang anda perhatikan?

Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.

Buka Makmal Interaktif →

Muat turun lembaran makmal →

Jatuh Bebas & Gerakan Projekril