Pád na Mesiaci: mení hmotnosť rýchlosť voľného pádu?

1 · Predikuj

Na Mesiaci sú lopta 1 kg a lopta 6 kg pustené spolu z rovnakej výšky, vo vákuu bez odporu vzduchu. Ktorá sa zrýchľuje pri páde rýchlejšie?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu Pád na Mesiaci. Poznamenaj dve lopty: ľahkú (1 kg) a ťažkú (6 kg), pustené spolu v mesačnej gravitácii (g = 1.6 m/s²).
  2. Vyber postupne každú loptu a nastav jej hmotnosť v paneli Vlastnosti podľa stĺpca Hmotnosť v tabuľke údajov nižšie pred každým behom.
  3. Pusti obe lopty, pauzni simuláciu pri uplynutom čase uvedenom v stĺpci Čas a prečítaj zvislú rýchlosť lopty (vy) zo sondy.

3 · Zbieraj údaje

Hmotnosť (m) (kg)Uplynulý čas (t) (s)Rýchlosť (vy) (m/s)Hybnosť (p) (kg·m/s)
1.001.00
6.001.00
6.002.00

Zaznamenaj vy (os y) verzus hmotnosť (os x) pomocou riadkov 1 a 2. Potom zaznamenaj vy verzus čas pomocou riadkov 2 a 3. Aký tvar má každý graf a čo ti hovorí o voľnom páde na Mesiaci?

4 · Analyzuj

  1. Pomocou zaznamenaných hodnôt vy a hmotnosti vypočítaj hybnosť p = mv pre každý riadok. Ukáž svoj postup.
  2. Porovnaj riadky 1 a 2 (rovnaký čas, rôzna hmotnosť) a riadky 2 a 3 (rovnaká hmotnosť, rôzny čas). Čo ti každé porovnanie hovorí o tom, ako rýchlosť závisí na hmotnosti verzus čase?

5 · Rozšír

  1. Vysvetli pomocou F = ma a tiaž = mg, prečo ťažšia lopta nepadá na Mesiaci rýchlejšie — hoci gravitácia na ňu ťahá väčšou silou.
  2. Keby sa tento istý experiment robil na Zemi pádom pierka a bowlovacej gule vzduchom, vyzerala by tvoja tabuľka údajov rovnako? Prečo alebo prečo nie?

Fyzika za týmto experimentom

Hybnosť

Hybnosť p = mv spája hmotnosť a rýchlosť objektu do jednej veličiny — hoci ľahká a ťažká lopta zdieľajú v danom čase rovnakú rýchlosť pádu, ťažšia lopta nesie oveľa väčšiu hybnosť.

Kinetická energia

KE = ½mv² rastie s druhou mocninou rýchlosti a priamo s hmotnosťou — takže dve lopty dopadajúce na zem rovnakou rýchlosťou nesú veľmi odlišné množstvá kinetickej energie, ak sa líšia ich hmotnosti.

← Späť na experiment

Mechanika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky