Mekanik
Laju penamat
Tonton laju menjadi sekata lama sebelum mendarat, dan pecutan (a) menurun ke arah 0 apabila rintangan udara mengejar graviti.
Laju penamat — simulasi Mekanik interaktif. Tonton laju menjadi sekata lama sebelum mendarat, dan pecutan (a) menurun ke arah 0 apabila rintangan udara mengejar graviti. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Laju penamat
Apabila objek yang jatuh memecut, seretan udara membesar sehingga ia mengimbangi berat. Pecutan kemudian jatuh ke sifar dan laju menjadi sekata.
Sebelum laju penamat, berat melebihi seretan dan objek memecut. Apabila laju meningkat, seretan meningkat sehingga daya bersih sifar. Objek kemudian jatuh pada laju penamat yang hampir malar.
- F_net = mg − F_drag
- Pada laju penamat: a → 0
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
Seorang penerjun langit jatuh melalui udara, yang menolak balik dengan daya seretan yang membesar dengan laju. Jika penerjun melaraskan posisi badannya untuk menambah seretan udara itu, adakah laju jatuh stabilnya (laju penamat) menjadi lebih tinggi, lebih rendah, atau sama seperti dengan seretan kurang?
Ramalan untuk ditimbang
- Seretan udara lebih banyak memberi laju penamat lebih tinggi
- Laju penamat sama tanpa mengira seretan udara
- Seretan udara lebih banyak memberi laju penamat lebih rendah
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Jisim (kg)
- Seretan Udara
Apa yang anda ukur:
- Laju Penamat (m/s)
- KE pada Laju Penamat (J)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset Laju Penamat. Seorang penerjun (bola) bermula berhampiran bahagian atas adegan dan jatuh di bawah graviti sementara seretan udara bertindak ke atasnya.
- Sahkan prob laju melekat pada penerjun, kemudian semak jisimnya dan nilai seretan udara (frictionAir) dalam panel Sifat.
- Bagi setiap baris di bawah, tetapkan jisim penerjun dan seretan udara dalam panel Sifat untuk sepadan, jalankan simulasi sehingga bacaan laju prob berhenti berubah (ia akan menghampiri nilai stabil sebelum penerjun sampai ke lantai), dan rekodkan laju stabil itu.
Persamaan pengawal
Hukum Kedua Newton pada Keseimbangan — F = m·a
Daya bersih sama dengan jisim darab pecutan. Semasa penerjun memecut, daya seretan ke atas membesar sehingga ia mengimbangi tarikan graviti ke bawah dengan tepat -- daya bersih (maka pecutan) jatuh ke sifar, dan laju berhenti berubah. Laju stabil itulah laju penamat yang anda ukur.
Tenaga Kinetik — KE = ½·m·v²
Tenaga kinetik ialah satu perdua jisim darab laju dikuadratkan. Setelah penerjun mencapai laju penamat, inilah tenaga kinetik yang dibawanya untuk baki jatuh -- tenaga yang dibuang secara berterusan oleh rintangan udara sebagai haba, mengekalkan laju malar.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi setiap baris, darabkan laju penamat yang anda ukur dengan nilai seretan udara dan kemudian dengan 60. Anda patut mendarat berhampiran 9.8 × (1 − seretan udara), bukan tepat 9.8. Mengapa? Simulasi mengenakan seretan sekali per bingkai dan bukannya berterusan, dan itu membebankan tepat satu faktor (1 − seretan udara). Apa yang keseimbangan itu masih memberitahu anda tentang daya-daya setelah penerjun berhenti memecut?
- Setiap baris menggunakan jisim yang sama. Adakah jisim muncul di mana-mana dalam hubungan yang anda temui dalam soalan sebelumnya? Berdasarkan data anda, adakah penerjun lebih berat mencapai laju penamat berbeza daripada yang lebih ringan dalam simulasi ini?
Di mana ini muncul di luar makmal
- Rintangan udara sebenar membesar dengan kuasa dua laju, bukan terus dengan laju, dan kekuatannya bergantung pada luas keratan rentas dan jisim objek. Ramalkan bagaimana laju penamat penerjun sebenar berubah antara posisi 'terlentang terbuka' dan selaman kepala-dahulu -- dan mengapa jisim penting bagi penerjun sebenar walaupun tidak dalam data anda di atas.
- Seorang penerjun membuka payung terjun, yang menaikkan seretan udaranya dengan mendadak. Menggunakan hubungan yang anda temui, ramalkan apa yang berlaku pada laju jatuhnya sejurus selepas kanopi terbuka, dan terangkan mengapa mereka tidak terus melompat ke laju penamat baharu.
- AP Physics 1 — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Forces & Newton's laws
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Selamat datang ke Laju Penamat
- Pilih penerjun itu
- Tekan Main
- Laju mendatar
- Buka data
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.