Motvirkende krefter: Newtons andre lov og bevegelsesmengde

1 · Prediker

En blokk som beveger seg til høyre trekkes av en konstant kraft i motsatt retning. Hva skjer med bevegelsen dens etter hvert som tiden går?

2 · Oppsett

  1. Åpne motvirkende-krefter-simuleringen og trykk Nullstill.
  2. Aktiver fartssonden på blokken.
  3. For hvert forsøk, sett blokkens starthastighet, trykk Spill av, pause ved t = 4 s med tidslinjen, og registrer fartavlesningen.

3 · Samle inn data

Masse m (kg)Starthastighet v₀ (m/s)Motvirkende kraft F (N)Startbevegelsesmengde p = mv (kg·m/s)Fart ved t = 4 s (m/s)
1.004.002.00
1.006.002.00
1.008.002.00

Plott farten ved t = 4 s (y-akse) mot starthastigheten v₀ (x-akse).

4 · Analyser

  1. Vis arbeidet ditt med å beregne startbevegelsesmengden p = mv for ett forsøk.
  2. Med a = F/m, forutsi blokkens hastighet ved t = 4 s for hvert forsøk og sammenlign den med tabellen din. Beveger blokken seg fortsatt i sin opprinnelige retning, er den momentant i hvile, eller beveger den seg baklengs?

5 · Utvid

  1. Hvis blokkens masse ble doblet mens den motvirkende kraften forble den samme, ville det ta lengre eller kortere tid å stoppe den? Forklar med F = ma.
  2. Ekte blokker som glir på en ekte flate merker også friksjon. Ville friksjonen få blokken til å stoppe før eller senere enn denne idealiserte simuleringen forutsier?

Fysikken bak dette eksperimentet

Bevegelsesmengde

Blokkens masse og starthastighet setter bevegelsesmengden dens før den motvirkende kraften virker.

Newtons andre lov

Den konstante motvirkende kraften delt på massen gir blokkens konstante nedbremsing, som er det som senker farten, stopper og til slutt snur den.

← Tilbake til eksperimentet

Mekanikk

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark