Laboratorul de forțe: a doua lege a lui Newton

1 · Prezice

Împingi o cutie pe un podea fără frecare cu o forță constantă. Dacă împingi o cutie mai grea cu aceeași forță, accelerează mai repede, mai încet sau cu aceeași rată ca una mai ușoară?

2 · Montaj

  1. Deschide presetarea Laboratorul de forțe. O singură cutie stă în repaus pe un podea fără frecare, cu o forță constantă care o împinge înainte.
  2. Confirmă faptul că sonda de viteză este atașată cutiei, apoi verifică masa cutiei și intensitatea forței aplicate în panoul Proprietăți.
  3. Pentru fiecare rând de mai jos, setează masa cutiei și intensitatea forței în panoul Proprietăți pentru a corespunde, rulează simularea exact 1 secundă (60 de cadre) și citește viteza sondei.

3 · Colectează date

Masă (kg)Forța aplicată (N)Viteza la t = 1 s (m/s)Impulsul la t = 1 s (kg·m/s)
2.008.00
1.006.00
4.008.00

Plotează forța aplicată (axa x) în funcție de viteza măsurată după 1 secundă (axa y), o linie pentru fiecare masă testată. Ce reprezintă panta fiecărei linii?

4 · Analizează

  1. Pentru fiecare rând, împarte forța aplicată la masă. Cum se compară valoarea asta cu viteza măsurată după 1 secundă? Ce mărime ai tocmai calculat?
  2. Compară rândurile 1 și 3 (aceeași forță, masă diferită). Cu cât a schimbat dublarea masei viteza rezultată după aceeași împingere de 1 secundă?

5 · Extinde

  1. Acest podea este fără frecare. Prezice cum s-ar schimba citirile vitezei dacă o forță de frecare constantă mică ar acționa și ea asupra cutiei. Împărțirea forței aplicate la masă ar mai prezice singură accelerația rezultată?
  2. Un cărucior de cumpărături și un camion de livrări încărcat pot fi ambele împinse de un motor care produce aceeași forță. Folosește-ți datele pentru a explica de ce nu accelerează cu aceeași rată.

Fizica din spatele acestui experiment

A doua lege a lui Newton

Forța rezultantă asupra unui obiect este egală cu masa lui înmulțită cu accelerația. Aici o singură forță constantă accelerează cutia de pe loc, deci viteza măsurată după un timp fix dezvăluie accelerația pe care forța aceea a produs-o.

Impuls

Impulsul este masa înmulțită cu viteza. Fiecare încercare pornește din repaus, deci impulsul la 1 secundă arată cât de multă mișcare construiește aceeași împingere în cutii de mase diferite.

← Înapoi la experiment

Mecanică

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit