Bal op een helling: energie op een wrijvingsloos schuin vlak

1 · Voorspel

Een zware bal en een lichte bal worden allebei vanuit rust op dezelfde hoogte op een wrijvingsloze helling losgelaten. Welke is het snelst onderaan?

• De zwaardere bal is het snelst onderaan.
• Beide ballen hebben onderaan dezelfde snelheid.
• De lichtere bal is het snelst onderaan.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling Schuin vlak. Noteer de hellingshoek van de helling en de massa van de bal en zijn starthoogte boven de onderkant van de helling.
2. Gebruik het eigenschappenpaneel om voor deze meting de massa van de bal en de hoek van de helling in te stellen, en noteer de verticale starthoogte van de bal boven de onderkant van de helling.
3. Draai de simulatie en noteer de snelheidsaflezing van de bal (sonde) op het moment dat hij de onderkant van de helling bereikt.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de snelheid onderaan (y-as) uit tegen de starthoogte (x-as). Is het verband een rechte lijn?

4 · Analyseer

1. Reken voor elke rij 1/2 m v^2 uit met je gemeten snelheid onderaan. Vergelijk dat met de kolom zwaartekracht-PE. Wat valt je op?
2. Je drie metingen gebruiken verschillende hellingshoeken. Verandert de snelheid onderaan als alleen de hoek verandert, bij dezelfde starthoogte? Leg met energiebehoud uit waarom (niet).

5 · Verdiep

1. Je kolom zwaartekracht-PE hangt af van massa, maar je gemeten eindsnelheid niet. Leg uit waarom een zwaardere bal op een wrijvingsloze helling niet sneller onderaan is dan een lichtere.
2. Een echte helling heeft wrijving, en een echte rollende bal moet ook een deel van zijn energie in zijn rotatie steken terwijl hij rolt. Verwacht je dat de eindsnelheid van een echte bal hoger of lager is dan je wrijvingsloze voorspelling? Waarom?

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde