Mecanică
Bilă pe un plan înclinat
Privește bila accelerând în timp ce se rostogolește în jos pe pantă.
Bilă pe un plan înclinat — simulație interactivă de Mecanică. Privește bila accelerând în timp ce se rostogolește în jos pe pantă. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Gravitația de-a lungul unei rampe
Pe un plan înclinat fără frecare, gravitația trage bila de-a lungul pantei. Doar componenta paralelă cu rampa accelerează bila.
Gravitația acționează drept în jos. Pe o suprafață înclinată, o descompui în componente: una paralelă cu rampa (care produce accelerația) și una perpendiculară (echilibrată de forța normală). De aceea o bilă se rostogolește pe un deal, deși gravitația arată mereu în jos.
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (fără frecare)
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
O bilă mai grea și una mai ușoară sunt lăsate de pe loc, de la aceeași înălțime, pe o rampă fără frecare. Care ajunge prima la bază?
Predicții de cântărit
- Bila mai grea ajunge prima la bază.
- Ambele bile ajung la bază cu aceeași viteză.
- Bila mai ușoară ajunge prima la bază.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Masă (kg)
- Unghiul rampei (°)
- Înălțimea căderii (m)
Ce măsori:
- EP gravitațională (J)
- Viteza la bază (m/s)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea Plan înclinat. Notează unghiul rampei, masa bilei și înălțimea ei de pornire față de baza rampei.
- Folosește panoul Proprietăți pentru a seta masa bilei și unghiul rampei pentru această încercare și notează înălțimea verticală de pornire a bilei față de baza rampei.
- Rulează simularea și înregistrează viteza bilei (sonda) exact când ajunge la baza rampei.
Ecuația guvernantă
Energie potențială gravitațională — PE = m·g·h
Înălțimea bilei față de baza rampei stochează EP gravitațională înainte de eliberare — bugetul de energie care se transformă în mișcare pe măsură ce aceasta coboară.
Energie cinetică — KE = ½·m·v²
Pe o rampă fără frecare, toată EP de la pornire s-a transformat în EC până când bila ajunge la bază — și asta îi fixează viteza finală.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru fiecare rând, calculează 1/2 m v^2 folosind viteza la bază măsurată. Compară cu coloana EP gravitațională. Ce observi?
- Cele trei încercări folosesc unghiuri diferite ale rampei. Schimbă doar unghiul, cu aceeași înălțime de pornire, viteza finală? Folosește conservarea energiei pentru a explica de ce da sau de ce nu.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Coloana ta de EP gravitațională depinde de masă, dar viteza finală măsurată nu. Explică de ce o bilă mai grea nu ajunge la bază mai repede decât una mai ușoară pe o rampă fără frecare.
- O rampă reală are puțină frecare, iar o bilă reală care se rostogolește trebuie să consume și energie cu rotirea ei. Te aștepți ca viteza finală a unei bile reale să fie mai mare sau mai mică decât predicția ta fără frecare? De ce?
- 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
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Prezice: contează masa?
- Schimbă: dublează masa bilei
- Rulează: capturează două încercări
- Citește graficul
- Explică: rezultatul surprinzător
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →