Šikmý vrh a kinetická energia

1 · Predikuj

Ak vystrelíš loptu rýchlejšie, ako sa zmení jej kinetická energia pri štarte a jej maximálna výška?

2 · Priprav

  1. Otvor simuláciu šikmého vrhu a stlač Resetovať.
  2. Povolte sondu rýchlosti a čítanie výšky — výška sa meria od PODLAHY, nie od bodu spustenia, takže zahrnuje pevnú výšku spustenia lopty 1,2 m.
  3. Nastav štartovaciu rýchlosť pre každý pokus nižšie, stlač Prehrať a zaznamenaj vrcholné hodnoty.

3 · Zbieraj údaje

Hmotnosť m (kg)Štartovacia rýchlosť v (m/s)KE = ½mv² (J)Maximálna výška h (m)
1.008.00
1.0010.00
1.0012.00

Zaznamenaj maximálnu výšku h (os y) verzus kinetickú energiu pri štarte KE (os x).

4 · Analyzuj

  1. Ukáž svoj postup výpočtu KE = ½mv² pre jeden pokus a porovnaj ho s odčítaním kinetickej energie v simulácii.
  2. Opíš vzťah medzi štartovacou kinetickou energiou a maximálnou výškou. Je lineárny? Uveď čísla zo svojej tabuľky.

5 · Rozšír

  1. Pri pevnej rýchlosti, aký štartovací uhol dáva najväčšiu maximálnu výšku? Vysvetli prečo.
  2. Skutočné šrapy nedosiahnu výšku, ktorú predikuje tvoja tabuľka. Kam sa stratí chýbajúca energia?

Fyzika za týmto experimentom

Kinetická energia

Energia pohybu pri štarte, z hmotnosti a štartovacej rýchlosti, ktoré nastavíš pre každý pokus.

Gravitačná potenciálna energia

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.

← Späť na experiment

Mechanika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky