Mehanika
Breme na klančini
Opazuj, kako breme počasi drsi navzdol — klančina potrebuje manj sile kot dvigovanje.
Breme na klančini — interaktivna simulacija Mehanika. Opazuj, kako breme počasi drsi navzdol — klančina potrebuje manj sile kot dvigovanje. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Klančina kot stroj
Klančina ti omogoča dvigniti breme z manjšo silo, ki pa deluje na daljši poti — zamenjava razdalje za silo.
Opravljeno delo je idealno enako prirastku gravitacijske potencialne energije. Daljša, bolj plitva klančina zmanjša potrebno potisno silo na račun daljše poti bremena po pobočju.
- W = Fd = mgh (idealno)
- F_parallel = mg sin θ
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 spustiš breme iz mirovanja in poostriš kot klančine, kaj se zgodi z njegovo hitrostjo po istem času?
Predvidevanja za pretehtanje
- Pospešuje hitreje — bolj strma klančina da večji pospešek.
- Doseže isto hitrost — kot ne vpliva na to, kako hitro pospešuje.
- Pospešuje počasneje — bolj strma klančina da manjši pospešek.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Kot klančine (deg)
- Masa bremena (kg)
- Pretečeni čas (s)
Kaj izmeriš:
- Hitrost (m/s)
- Kinetična energija (J)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev Klančina in breme v peskovniku mehanike.
- Izberi klančino in s ploščo Lastnosti nastavi njen kot nagiba za ta poskus.
- Spusti breme iz mirovanja na vrhu in odčitaj njegovo hitrost s sonde po naštevanem pretečenem času.
Vodilna enačba
Kinetična energija — KE = ½·m·v²
Kinetična energija bremena raste s kvadratom njegove hitrosti, ko pospešuje po klančini dol — podvojitev hitrosti početveri KE.
Gravitacijska potencialna energija — PE = m·g·h
Na klančini brez trenja se gravitacijska PE, ki jo breme izgubi ob spuščanju, v celoti pretvori v kinetično energijo, ki jo pridobi — nič se ne izgubi v toploto.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Z v = g sin θ · t izračunaj pričakovano hitrost za vsako vrstico in primerjaj z odčitkom sonde.
- Masa bremena ostaja fiksna 3 kg čez vse tri poskuse, kot pa se spreminja. Kaj ti to pove o razmerju med maso in pospeškom na klančini brez trenja?
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Dve bremeni različnih mas sta spuščeni z istega kota ob istem času. Katero doseže dno prvo? Utemelji s svojimi podatki.
- Prave klančine imajo trenje. Če ta klančina ne bi bila brez trenja, bi bila izmerjena hitrost višja ali nižja od tvoje napovedi v = g sin θ · t in zakaj?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Dobrodošli pri bremenu na klančini
- Izberi breme
- Pritisni Predvajaj
- Dvigni breme
- Odpri podatke
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →