Cădere pe Lună: schimbă masa viteza de cădere liberă?

1 · Prezice

Pe Lună, o bilă de 1 kg și una de 6 kg sunt eliberate împreună de la aceeași înălțime, în vid, fără rezistența aerului. Care accelerează mai repede în cădere?

2 · Montaj

  1. Deschide presetarea Cădere pe Lună. Notează cele două bile: una ușoară (1 kg) și una grea (6 kg), eliberate împreună sub gravitația Lunii (g = 1.6 m/s²).
  2. Selectează pe rând fiecare bilă și setează-i masa în panoul de proprietăți pentru a corespunde coloanei Mase din tabelul de date de mai jos, înainte de fiecare rulare.
  3. Eliberează ambele bile, pune pauză simulării la timpul scurs listat în coloana Timp și citește viteza verticală în jos a bilei (vy) de pe sondă.

3 · Colectează date

Masă (m) (kg)Timp scurs (t) (s)Viteza (vy) (m/s)Impulsul (p) (kg·m/s)
1.001.00
6.001.00
6.002.00

Plotează vy (axa y) în funcție de masă (axa x) folosind rândurile 1 și 2. Apoi plotează vy în funcție de timp folosind rândurile 2 și 3. Ce formă are fiecare grafic și ce îți spune despre căderea liberă pe Lună?

4 · Analizează

  1. Folosind valorile vy și masa înregistrate, calculează impulsul p = mv pentru fiecare rând. Arată calculul.
  2. Compară rândurile 1 și 2 (același timp, masă diferită) și rândurile 2 și 3 (aceeași masă, timp diferit). Ce îți spune fiecare comparație despre felul în care depinde viteza de masă față de timp?

5 · Extinde

  1. Explică, folosind F = ma și greutate = mg, de ce o bilă mai grea nu cade mai repede pe Lună — deși gravitația trage de ea cu o forță mai mare.
  2. Dacă același experiment s-ar face pe Pământ, lăsând să cadă o pană și o bilă de bowling prin aer, tabelul tău de date ar arăta la fel? De ce da sau de ce nu?

Fizica din spatele acestui experiment

Impuls

Impulsul p = mv combină masa și viteza unui obiect într-o singură mărime — deși bilele ușoară și grea au aceeași viteză de cădere la un moment dat, bila mai grea poartă mult mai mult impuls.

Energie cinetică

EC = ½mv² crește cu pătratul vitezei și direct cu masa — deci două bile care lovesc solul cu aceeași viteză poartă totuși cantități foarte diferite de energie cinetică dacă masele lor diferă.

← Înapoi la experiment

Mecanică

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit