Mechanika
Šikmý vrh
Sleduj parabolický oblúk, kým gravitácia ohýba dráhu nadol.
Šikmý vrh — interaktívna simulácia Mechanika. Sleduj parabolický oblúk, kým gravitácia ohýba dráhu nadol. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Nezávislosť pohybov
Vodorovný a zvislý pohyb sú nezávislé. Vodorovná rýchlosť zostáva konštantná (bez odporu vzduchu), kým gravitácia ťaha objekt nadol.
Galileo ukázal, že vodorovný pohyb telesa neovplyvňuje jeho zvislý pád. Pohyb môžeš riešiť ako dva oddelené problémy: konštantnú rýchlosť pozdĺž x a konštantné zrýchlenie pozdĺž y od gravitácie. Ich spojenie kreslí parabolu.
- x = v₀ cos θ · t
- y = v₀ sin θ · t − ½gt²
- Dolet R ≈ (v₀² sin 2θ) / g
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Ak vystrelíš loptu rýchlejšie, ako sa zmení jej kinetická energia pri štarte a jej maximálna výška?
Predikcie na zváženie
- Obe sa zväčšia
- Zostanú rovnaké
- Kinetická energia sa zväčší, ale výška zostane rovnaká
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Hmotnosť m (kg)
- Štartovacia rýchlosť v (m/s)
Čo meriaš:
- KE = ½mv² (J)
- Maximálna výška h (m)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor simuláciu šikmého vrhu a stlač Resetovať.
- Povolte sondu rýchlosti a čítanie výšky — výška sa meria od PODLAHY, nie od bodu spustenia, takže zahrnuje pevnú výšku spustenia lopty 1,2 m.
- Nastav štartovaciu rýchlosť pre každý pokus nižšie, stlač Prehrať a zaznamenaj vrcholné hodnoty.
Riadiaca rovnica
Kinetická energia — KE = ½·m·v²
Energia pohybu pri štarte, z hmotnosti a štartovacej rýchlosti, ktoré nastavíš pre každý pokus.
Gravitačná potenciálna energia — PE = m·g·h
Energia uložená v najväčšej výške lopty, čítaná z výšky lopty nad PODLAHOU — nie nad bodom vypustenia. Pretože toto vypustenie je uhlové (nie priamo hore), len vertikálna zložka rýchlosti vypustenia sa premení na dodatočný vzostup nad vypustením: nesieva 64% energii vypustenia pri tomto uhle (zvyšok zostáva horizontálny pohyb, stále prítomný na vrchole). Ale výška údaja zahŕňa aj pevnú výšku vypustenia lopty 1,2 m nad podlahou, takže potenciálna energia na vrchole je m·g·(1,2 m + vzostup) — nie jednoducho 0,64× energia vypustenia, a pomer medzi nimi sa mení s rýchlosťou skôr než zostáva pevný.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Ukáž svoj postup výpočtu KE = ½mv² pre jeden pokus a porovnaj ho s odčítaním kinetickej energie v simulácii.
- Opíš vzťah medzi štartovacou kinetickou energiou a maximálnou výškou. Je lineárny? Uveď čísla zo svojej tabuľky.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Pri pevnej rýchlosti, aký štartovací uhol dáva najväčšiu maximálnu výšku? Vysvetli prečo.
- Skutočné šrapy nedosiahnu výšku, ktorú predikuje tvoja tabuľka. Kam sa stratí chýbajúca energia?
- AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
- IB Physics — A.1 Kinematics
- General High School Physics — Motion & kinematics
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Predikuj: čo sa stane s maximálnou výškou?
- Zmeň: nastav štartovnú rýchlosť na 8 m/s
- Spusti: zachyť dva pokusy
- Prečítaj graf
- Vysvetli: čo si pozoroval?
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →