Mechanika
Bremeno na rampe
Sleduj, ako sa bremeno plazí nadol — rampa potrebuje menšiu silu než zdvíhanie.
Bremeno na rampe — interaktívna simulácia Mechanika. Sleduj, ako sa bremeno plazí nadol — rampa potrebuje menšiu silu než zdvíhanie. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Naklonená rovina ako stroj
Rampa ti dovoľuje zdvihnúť bremeno menšou silou pôsobiacou na dlhšiu vzdialenosť — výmena vzdialenosti za silu.
Ideálne vykonaná práca sa rovná nárastu gravitačnej potenciálnej energie. Dlhšia, plytšia rampa znižuje požadovanú tlačiacu silu za cenu posunu bremena ďalej po svahu.
- W = Fd = mgh (ideálne)
- F_parallel = mg sin θ
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 pustíš bremeno z pokoja a spevníš uhol rampy, čo sa stane s jeho rýchlosťou po rovnakom čase?
Predikcie na zváženie
- Zrýchli rýchlejšie — strmašia rampa dáva väčšie zrýchlenie.
- Dosiahne rovnakú rýchlosť — uhol neovplyvňuje, ako rýchlo sa zrýchľuje.
- Zrýchli pomalšie — strmašia rampa dáva menšie zrýchlenie.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Uhol rampy (deg)
- Hmotnosť bremena (kg)
- Uplynulý čas (s)
Čo meriaš:
- Rýchlosť (m/s)
- Kinetická energia (J)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu Rampa a bremeno v mechanickom sandboxe.
- Vyber rampu a použi panel Vlastnosti na nastavenie jej uhlu sklonu pre tento pokus.
- Pusti bremeno z pokoja na vrchu a prečítaj jeho rýchlosť zo sondy po uvedenom uplynutom čase.
Riadiaca rovnica
Kinetická energia — KE = ½·m·v²
Kinetická energia bremena rastie s druhou mocninou jeho rýchlosti, keď sa zrýchľuje po rampe nadol — zdvojnásobenie rýchlosti štvornásobí KE.
Gravitačná potenciálna energia — PE = m·g·h
Na rampe bez trenia sa gravitačná PE, ktorú bremeno stratí pri zostupe, mení celá na kinetickú energiu, ktorú získa — nič sa nestratí na teplo.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pomocou v = g sin θ · t vypočítaj očakávanú rýchlosť pre každý riadok a porovnaj s tým, čo si prečítal zo sondy.
- Hmotnosť bremena zostáva pevná na 3 kg cez všetky tri pokusy, kým sa uhol mení. Čo ti to hovorí o vzťahu medzi hmotnosťou a zrýchlením na rampe bez trenia?
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Dve bremená rôznej hmotnosti sú pustené z rovnakého uhla v rovnakom čase. Ktoré dosiahne spodok prvé? Použi svoje údaje na odôvodnenie odpovede.
- Skutočné rampy majú trenie. Keby táto rampa nebola beztreňová, bola by nameraná rýchlosť vyššia alebo nižšia než tvoja predikcia v = g sin θ · t a prečo?
- 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
- Vitaj pri bremene na rampe
- Vyber bremeno
- Stlač Prehrať
- Zdvihni bremeno
- Otvor údaje
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →