Jatuh Bebas: Adakah Jisim Mengubah Betapa Pantas Benda Jatuh?
1 · Ramal
Jatuhkan bola ringan, sederhana, dan berat daripada ketinggian sama pada masa sama. Yang mana menghentam tanah dahulu?
- Bola lebih berat jatuh lebih pantas dan mendarat dahulu.
- Ketiga-tiganya jatuh pada kadar sama dan mendarat bersama.
- Bola lebih ringan jatuh lebih pantas dan mendarat dahulu.
2 · Susun
- Buka praset jatuh-bebas. Anda patut nampak tiga bola bersaiz berbeza berbaris pada ketinggian sama.
- Lekatkan prob ketinggian pada bola sederhana dan sahkan ketiga-tiga bola bermula pada kedudukan-y yang sama.
- Jalankan simulasi dan gunakan jam randik/penghitung bingkai untuk mengira masa jatuh setiap bola.
3 · Kumpul Data
| Jisim (kg) | Masa Berlalu (s) | Laju Jatuh (m/s) | Momentum (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 3.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 |
Plot laju jatuh (paksi-y) melawan masa berlalu (paksi-x) bagi ketiga-tiga bola pada graf yang sama.
4 · Analisis
- Bandingkan laju jatuh bola ringan, sederhana, dan berat pada masa berlalu yang sama. Apa yang anda perhatikan?
- Menggunakan data anda, kira pecutan (Δlaju / Δmasa) bagi setiap bola. Bagaimana ia dibandingkan dengan g = 9.8 m/s²?
5 · Lanjutkan
- Bulu pelepah dan bola boling yang dijatuhkan dalam udara sebenar TIDAK mendarat bersama. Daya apa, yang tiada dalam sim terideal ini, yang menyebabkan perbezaan itu?
- Angkasawan di Bulan menjatuhkan satu tukul dan satu bulu pelepah dan kedua-duanya mendarat bersama. Terangkan mengapa Bulan ialah tempat lebih baik daripada Bumi untuk melihat demonstrasi ini dengan objek sebenar.
Fizik di Sebalik Eksperimen Ini
Momentum
Walaupun ketiga-tiga bola berkongsi laju jatuh yang sama pada masa tertentu, momentum mereka berbeza kerana momentum berskala dengan jisim -- sebab itulah bola berat akan menyebabkan kerosakan lebih besar semasa hentaman walaupun jatuh tidak lebih pantas.
Mekanik
- Gerakan Projekril & Tenaga Kinetik
- Bola di atas Tanjakan: Tenaga di Satah Condong Tanpa Geseran
- Blok di atas Tanjakan Geseran: Mencari Ambang Geseran-Statik
- Laju Penamat: Jatuh Melalui Seretan
- Makmal Daya: Hukum Kedua Newton
- Daya Bertentangan: Hukum Kedua Newton & Momentum
- Bola Melantun: Kehilangan Tenaga pada Hentaman
- Perlanggaran Kenyal & Keabadian Momentum
- Perlanggaran Tak Kenyal & Keabadian Momentum
- Buaian Newton: Pemindahan Momentum dan Tenaga
- Bandul Ringkas
- Jisim pada Spring: Gerakan Harmonik Ringkas