Mechanika

Swobodny spadek

Obserwuj, jak wszystkie masy spadają w tym samym tempie pod działaniem grawitacji.

Swobodny spadek — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak wszystkie masy spadają w tym samym tempie pod działaniem grawitacji. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Spadek swobodny

W jednorodnej grawitacji bez oporu powietrza wszystkie ciała spadają z tym samym przyspieszeniem g, niezależnie od masy.

Przenikliwość Galileusza: masa skraca się w F = ma, gdy jedyną siłą jest ciężar. Lekkie i ciężkie obiekty puszczone razem uderzają o grunt razem w tej zidealizowanej scenie.

• y = y₀ + v₀t + ½gt²
• a = g (to samo dla wszystkich mas)

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Upuść lekką, średnią i ciężką kulę z tej samej wysokości w tej samej chwili. Która uderza w ziemię pierwsza?

Prognozy do rozważenia

• Cięższa kula spada szybciej i ląduje pierwsza.
• Wszystkie trzy spadają w tym samym tempie i lądują razem.
• Lżejsza kula spada szybciej i ląduje pierwsza.

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Masa (kg)
• Czas (s)

Co mierzysz:

• Prędkość spadania (m/s)
• Pęd (kg·m/s)

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset spadku swobodnego. Powinieneś widzieć trzy kule o różnych rozmiarach ustawione na tej samej wysokości.
2. Podepnij sondę wysokości do średniej kuli i upewnij się, że wszystkie trzy startują z tej samej pozycji y.
3. Uruchom symulację i użyj stopera/licznika klatek, aby zmierzyć czas spadania każdej kuli.

Równanie rządzące

Pęd — p = m·v

Choć wszystkie trzy kule mają tę samą prędkość spadania w danej chwili, ich pędy różnią się, bo pęd skaluje się z masą — dlatego cięższa kula wyrządziłaby więcej szkód przy uderzeniu, choć nie spada szybciej.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Porównaj prędkości spadania lekkiej, średniej i ciężkiej kuli w tej samej chwili. Co zauważasz?
• Z własnych danych oblicz przyspieszenie (Δprędkość / Δczas) dla każdej kuli. Jak wypada na tle g = 9.8 m/s²?

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Pióro i kula do kręgli upuszczone w prawdziwym powietrzu NIE lądują razem. Jaka siła, brakująca w tej zidealizowanej symulacji, powoduje różnicę?
• Astronauci na Księżycu upuścili młotek i pióro, i wylądowały razem. Wyjaśnij, dlaczego Księżyc jest lepszym miejscem niż Ziemia, by zobaczyć ten pokaz na prawdziwych przedmiotach.

• 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
• Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
• Middle School Physical Science — Energy in, energy out

1. Która ląduje pierwsza?
2. Przetestuj masę
3. Zarejestruj spadek
4. Odczytaj wykres
5. Wyjaśnij swoje dowody

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Spadek swobodny i ruch pocisku