Spadek swobodny: czy masa zmienia tempo spadania?
1 · Prognoza
Upuść lekką, średnią i ciężką kulę z tej samej wysokości w tej samej chwili. Która uderza w ziemię pierwsza?
- Cięższa kula spada szybciej i ląduje pierwsza.
- Wszystkie trzy spadają w tym samym tempie i lądują razem.
- Lżejsza kula spada szybciej i ląduje pierwsza.
2 · Przygotowanie
- Otwórz preset spadku swobodnego. Powinieneś widzieć trzy kule o różnych rozmiarach ustawione na tej samej wysokości.
- Podepnij sondę wysokości do średniej kuli i upewnij się, że wszystkie trzy startują z tej samej pozycji y.
- Uruchom symulację i użyj stopera/licznika klatek, aby zmierzyć czas spadania każdej kuli.
3 · Zbieranie danych
| Masa (kg) | Czas (s) | Prędkość spadania (m/s) | Pęd (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 3.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 |
Narysuj prędkość spadania (oś y) względem czasu (oś x) dla wszystkich trzech kul na jednym wykresie.
4 · Analiza
- 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?
5 · Rozszerzenie
- 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.
Fizyka tego eksperymentu
Pęd
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.