Mekanikk
Prosjektilbevegelse
Se den parabelformede banen mens tyngdekraften buer banen nedover.
Prosjektilbevegelse — interaktiv Mekanikk-simulering. Se den parabelformede banen mens tyngdekraften buer banen nedover. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Bevegelsesuavhengighet
Horisontal og vertikal bevegelse er uavhengige. Den horisontale farten forblir konstant (luftmotstand ignoreres) mens tyngdekraften trekker objektet nedover.
Galileo viste at et prosjektils horisontale bevegelse ikke påvirker det vertikale fallet. Du kan behandle bevegelsen som to separate problemer: konstant hastighet langs x, og konstant akselerasjon langs y på grunn av tyngdekraften. Å kombinere dem sporer en parabel.
- x = v₀ cos θ · t
- y = v₀ sin θ · t − ½gt²
- Range R ≈ (v₀² sin 2θ) / g
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
Hvis du skyter kulen ut raskere, hvordan vil den kinetiske energien ved utskyting og den maksimale høyden endres?
Prediksjoner å veie
- Begge øker
- De forblir de samme
- Den kinetiske energien øker, men høyden forblir den samme
Variabelroller
Hva du setter:
- Masse m (kg)
- Utskytingsfart v (m/s)
Hva du måler:
- KE = ½mv² (J)
- Maks høyde h (m)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne prosjektilsimuleringen og trykk Nullstill.
- Aktiver fartssonden og høydeavlesningen.
- Sett utskytingsfarten for hvert forsøk under, trykk Spill av, og registrer toppverdiene.
Styrende likning
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Bevegelsesenergien ved utskyting, fra massen og utskytingsfarten du satte for hvert forsøk.
Gravitasjonell potensiell energi — PE = m·g·h
Energien lagret ved kulens topphøyde. Ved bevarelse av mekanisk energi skal denne tilsvare den kinetiske energien ved utskyting når luftmotstand ignoreres — det er sammenhengen datatabellen din tester.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- Vis arbeidet ditt med å beregne KE = ½mv² for ett forsøk, og sammenlign det med simuleringens avlesning av kinetisk energi.
- Beskriv sammenhengen mellom kinetisk energi ved utskyting og maksimal høyde. Er den lineær? Siter tall fra tabellen din.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Ved fast fart, hvilken utskytingsvinkel gir størst maksimal høyde? Forklar hvorfor.
- Ekte prosjektiler når ikke høyden tabellen din forutsier. Hvor går den manglende energien?
- 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
- Prediker: hva skjer med maksimal høyde?
- Endre: sett utskytingsfarten til 8 m/s
- Kjør: registrer to forsøk
- Les grafen
- Forklar: hva observerte du?
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Fritt fall og prosjektilbevegelse