Mekanikk
Last på en rampe
Se lasten krype nedover — en rampe krever mindre kraft enn å løfte.
Last på en rampe — interaktiv Mekanikk-simulering. Se lasten krype nedover — en rampe krever mindre kraft enn å løfte. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Skråplan som maskin
En rampe lar deg heve en last med en mindre kraft påført over en lengre avstand — å bytte avstand mot kraft.
Arbeidet utført ideelt tilsvarer økningen i gravitasjonell potensiell energi. En lengre, grunnere rampe reduserer den nødvendige skyvekraften på bekostning av å flytte lasten lenger langs skråningen.
- W = Fd = mgh (ideelt)
- F_parallel = mg sin θ
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 slipper lasten fra hvile og brattere rampens vinkel, hva skjer med farten dens etter samme tid?
Prediksjoner å veie
- Den øker farten raskere — en brattere rampe gir større akselerasjon.
- Den når samme fart — vinkelen påvirker ikke hvor raskt den akselererer.
- Den øker farten saktere — en brattere rampe gir mindre akselerasjon.
Variabelroller
Hva du setter:
- Rampenvinkel (deg)
- Lastemasse (kg)
- Forløpt tid (s)
Hva du måler:
- Fart (m/s)
- Kinetisk energi (J)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne Rampe-og-last-forhåndsinnstillingen i mekanikk-sandkassen.
- Velg rampen og bruk Egenskaper-panelet til å sette helningsvinkelen dens for dette forsøket.
- Slipp lasten fra hvile på toppen og avles farten dens fra sonden etter den oppgitte forløpte tiden.
Styrende likning
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Lastens kinetiske energi vokser med kvadratet av farten dens etter hvert som den akselererer nedover rampen — å doble farten firdobler KE.
Gravitasjonell potensiell energi — PE = m·g·h
På en friksjonsfri rampe omformes den gravitasjonelle PE-en lasten mister mens den synker, fullt ut til den kinetiske energien den vinner — ingenting tapes til varme.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- Med v = g sin θ · t, beregn den forventede farten for hver rad og sammenlign den med det du avleste fra sonden.
- Lastens masse forblir fast på 3 kg på tvers av alle tre forsøkene, mens vinkelen endres. Hva forteller det deg om sammenhengen mellom masse og akselerasjon på en friksjonsfri rampe?
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- To laster med forskjellig masse slippes fra samme vinkel samtidig. Hvilken av dem når bunnen først? Bruk dataene dine til å begrunne svaret ditt.
- Ekte ramper har friksjon. Hvis denne rampen ikke var friksjonsfri, ville den målte farten være høyere eller lavere enn din v = g sin θ · t-prediksjon, og hvorfor?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Velkommen til Rempelast
- Velg lasten
- Trykk Spill av
- Hev lasten
- Åpne dataene
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.