Mehanika
Newtonovo nihalo
Opazuj, kako gibalna količina steče skozi vrsto do zadnje žoge.
Newtonovo nihalo — interaktivna simulacija Mehanika. Opazuj, kako gibalna količina steče skozi vrsto do zadnje žoge. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Newtonovo nihalo
Vrsta enakih žog prenaša gibalno količino skozi skoraj prožne trke — daleč žoga zamahne ven, druge komaj premakne.
Ko končna žoga udari vrsto, gibalna količina potuje skozi verigo stikov. V idealnem primeru zadnja žoga odide z večino gibalne količine, notranje žoge pa ostanejo skoraj mirne.
- Gibalna količina ohranjena vzdolž vrste
- Skoraj prožni stiki
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Če prvo žogo povlečeš nazaj do višine izpusta h in jo spustiš, da zamahne v vrsto, kaj določa, kako hitro zadnja žoga odleti ven?
Predvidevanja za pretehtanje
- Daleč žoga odide s približno isto hitrostjo, kot jo je imela prva žoga ob udarcu.
- Daleč žoga odide počasneje, ker srednje žoge vpijejo del gibanja.
- Daleč žoga odide hitreje, kot je bila udarna hitrost prve žoge.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Masa žoge (kg)
- Višina izpusta (m)
Kaj izmeriš:
- PE izpusta (J)
- Izhodna hitrost daleč žoge (m/s)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev Newtonovo nihalo v peskovniku.
- Povleči skrajno levo žogo navzven in navzgor, da nastaviš višino izpusta, nato odčitaj, kako visoko sedi nad svojo točko mirovanja.
- Spusti žogo in pusti jo zamahniti dol v vrsto stikujočih se žog. Glej, katere žoge odletijo na daleč strani in kako visoko zamahnejo.
Vodilna enačba
Gravitacijska potencialna energija — PE = m·g·h
Povleknjena žoga shrani energijo, enako svoji teži krat, kako visoko si jo dvignil nad njeno točko mirovanja — to poganja celotno verižno reakcijo po izpustu.
Kinetična energija — KE = ½·m·v²
Ko spuščena žoga zamahuje dol, se njena shranjena PE pretvori v KE; na dnu se ta KE izroči skoraj v celoti daleč žogi skozi verigo trkov.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za vsako vrstico izračunaj PE izpusta (mgh) in KE udarca, ki bi jo morala imeti prva žoga tik preden doseže dno zamaha (½mv², z izmerjenim farSpeed kot v). Kako se dve energiji primerjata?
- Z ohranitvijo gibalne količine in kinetične energije za verigo enakih mas razloži, zakaj daleč žoga odide s (približno) udarno hitrostjo prve žoge, žoge vmes pa komaj premaknejo.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Zakaj srednje žoge komaj premaknejo, čeprav sunek trka gre skozi vsako od njih?
- V peskovniku daleč žoga kadar koli zamahne točno tako visoko kot tvoja višina izpusta? Kaj ti vrzel (če je) pove o tem, kako prožni trki res so?
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Dobrodošli v Newtonovem nihalu
- Pritisni Predvajaj
- Izberi prvo žogo
- Gibalna količina po vrsti
- Odpri podatke
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →