Mechanika
Ciężar na równi
Obserwuj, jak ciężar powoli zjeżdża — równia wymaga mniejszej siły niż podnoszenie.
Ciężar na równi — interaktywna symulacja: Mechanika. Obserwuj, jak ciężar powoli zjeżdża — równia wymaga mniejszej siły niż podnoszenie. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Równia pochyła jako maszyna
Równia pozwala podnieść ciężar mniejszą siłą przyłożoną na dłuższej drodze — wymiana drogi na siłę.
Wykonana praca w idealnym przypadku równa się przyrostowi energii potencjalnej grawitacji. Dłuższa, płaska równia zmniejsza wymaganą siłę nacisku kosztem dłuższej drogi wzdłuż zbocza.
- W = Fd = mgh (idealnie)
- F_parallel = mg sin θ
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
Jeśli puścisz ciężar ze spoczynku i zwiększysz kąt równi, co stanie się z jego prędkością po tym samym czasie?
Prognozy do rozważenia
- Nabiera prędkości szybciej — stromsza równia daje większe przyspieszenie.
- Osiąga tę samą prędkość — kąt nie wpływa na tempo przyspieszania.
- Nabiera prędkości wolniej — stromsza równia daje mniejsze przyspieszenie.
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Kąt równi (deg)
- Masa ciężaru (kg)
- Czas (s)
Co mierzysz:
- Prędkość (m/s)
- Energia kinetyczna (J)
Jak przebiega badanie
- Otwórz preset Równia i ciężar w piaskownicy mechaniki.
- Zaznacz równię i użyj panelu Właściwości, aby ustawić jej kąt nachylenia dla tej próby.
- Puść ciężar ze spoczynku na górze i odczytaj jego prędkość z sondy po podanym czasie.
Równanie rządzące
Energia kinetyczna — KE = ½·m·v²
Energia kinetyczna ciężaru rośnie z kwadratem prędkości w miarę przyspieszania w dół równi — podwojenie prędkości czterokrotnie zwiększa EK.
Energia potencjalna grawitacji — PE = m·g·h
Na gładkiej równi EP grawitacji tracena przez ciężar w opadaniu zamienia się w całości w zysk energii kinetycznej — nic nie ulatuje na ciepło.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Używając v = g sin θ · t, oblicz oczekiwaną prędkość dla każdego wiersza i porównaj z odczytem sondy.
- Masa ciężaru pozostaje stała 3 kg we wszystkich trzech próbach, a kąt się zmienia. Co to mówi o zależności między masą a przyspieszeniem na gładkiej równi?
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Dwa ciężary o różnych masach puszczono z tego samego kąta w tej samej chwili. Który dociera na dół pierwszy? Uzasadnij danymi.
- Prawdziwe pochylnie mają tarcie. Gdyby ta pochylnia nie była beztarciowa, zmierzona prędkość byłaby wyższa czy niższa od twojej prognozy v = g sin θ · t i dlaczego?
- 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
- Witamy w ciężarze na równi
- Zaznacz ciężar
- Naciśnij Play
- Podnieś ciężar
- Otwórz dane
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →