Lopta na rampe: energia na naklonenej rovine bez trenia

1 · Predikuj

Ťažšia a ľahšia lopta sú pustené z pokoja z rovnakej výšky na rampe bez trenia. Ktorá dosiahne spodok rýchlejšie?

Otvor predvolbu Naklonená rovina. Poznamenaj uhol sklonu rampy, hmotnosť lopty a jej štartovaciu výšku nad základňou rampy.
Použi panel Vlastnosti na nastavenie hmotnosti lopty a uhla rampy pre tento pokus a poznamenaj zvislú štartovaciu výšku lopty nad základňou rampy.
Spusti simuláciu a zaznamenaj odčítanie rýchlosti lopty (sonda) presne v momente, keď dosiahne spodok rampy.

Hmotnosť (kg)	Uhol rampy (°)	Prekonaná výška (m)
1.00	15.00	0.30
1.50	25.00	0.50
2.00	35.00	0.70

Zaznamenaj rýchlosť pri spodku (os y) verzus štartovaciu výšku (os x) pre svoje tri pokusy. Je závislosť priamka?

Pre každý riadok vypočítaj 1/2 m v^2 pomocou nameranej rýchlosti pri spodku. Porovnaj so stĺpcom Gravitačná PE. Čo si všimneš?
Tvoje tri pokusy používajú rôzne uhly rampy. Mení samotná zmena uhla pri rovnakej štartovacej výške konečnú rýchlosť? Použi zachovanie energie na vysvetlenie, prečo áno alebo nie.

Tvoj stĺpec Gravitačná PE závisí na hmotnosti, ale nameraná konečná rýchlosť nie. Vysvetli, prečo ťažšia lopta nedosiahne spodok rýchlejšie než ľahšia na rampe bez trenia.
Skutočná rampa má trochu trenia a skutočná kotúľajúca sa lopta musí časť energie minúť aj na roztočenie pri kotúľaní. Očakával by si, že konečná rýchlosť skutočnej lopty bude vyššia alebo nižšia než tvoja predikcia bez trenia? Prečo?

Výška lopty nad základňou rampy ukladá gravitačnú PE pred pustením — energetický rozpočet, ktorý sa mení na pohyb, keď sa kotúľa dole.

Na rampe bez trenia sa všetka štartovacia PE premení na KE v momente, keď lopta dosiahne spodok — a to fixuje jej konečnú rýchlosť.