Rampa a bremeno: zrýchlenie na naklonenej rovine

1 · Predikuj

Ak pustíš bremeno z pokoja a spevníš uhol rampy, čo sa stane s jeho rýchlosťou po rovnakom čase?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu Rampa a bremeno v mechanickom sandboxe.
  2. Vyber rampu a použi panel Vlastnosti na nastavenie jej uhlu sklonu pre tento pokus.
  3. Pusti bremeno z pokoja na vrchu a prečítaj jeho rýchlosť zo sondy po uvedenom uplynutom čase.

3 · Zbieraj údaje

Uhol rampy (deg)Hmotnosť bremena (kg)Uplynulý čas (s)Rýchlosť (m/s)Kinetická energia (J)
10.003.001.00
20.003.001.00
30.003.001.00

Zaznamenaj rýchlosť (os y) verzus uhol rampy (os x) pre pevné 1 s pokusy. Je závislosť priamka?

4 · Analyzuj

  1. Pomocou v = g sin θ · t vypočítaj očakávanú rýchlosť pre každý riadok a porovnaj s tým, čo si prečítal zo sondy.
  2. 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?

5 · Rozšír

  1. Dve bremená rôznej hmotnosti sú pustené z rovnakého uhla v rovnakom čase. Ktoré dosiahne spodok prvé? Použi svoje údaje na odôvodnenie odpovede.
  2. 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?

Fyzika za týmto experimentom

Kinetická energia

Kinetická energia bremena rastie s druhou mocninou jeho rýchlosti, keď sa zrýchľuje po rampe nadol — zdvojnásobenie rýchlosti štvornásobí KE.

Gravitačná potenciálna energia

Na rampe bez trenia sa gravitačná PE, ktorú bremeno stratí pri zostupe, mení celá na kinetickú energiu, ktorú získa — nič sa nestratí na teplo.

← Späť na experiment

Mechanika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky