Padec na Luni: ali masa spremeni hitrost prostega padca?
1 · Predvidi
Na Luni sta 1 kg žoga in 6 kg žoga spuščeni skupaj z iste višine, v vakuumu brez zračnega upora. Katera pospešuje hitreje, ko pada?
- Težja (6 kg) žoga pospešuje hitreje
- Obe žogi pospešujeta z natanko enako mero
- Lažja (1 kg) žoga pospešuje hitreje
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev Padec na Luni. Opazi dve žogi: lahko (1 kg) in težko (6 kg), spuščeni skupaj pod Lunino težnostjo (g = 1.6 m/s²).
- Izberi vsako žogo po vrsti in nastavi njeno maso v plošči lastnosti tako, da ustreza stolpcu Masa spodnje podatkovne tabele pred vsakim zagonom.
- Spusti obe žogi, ustavi simulacijo pri pretečenem času iz stolpca Čas in odčitaj navzdol usmerjeno hitrost žoge (vy) s sonde.
3 · Zberi podatke
| Masa (m) (kg) | Pretečeni čas (t) (s) | Hitrost (vy) (m/s) | Gibalna količina (p) (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 2.00 |
Nariši vy (os y) proti masi (os x) z vrsticama 1 in 2. Nato nariši vy proti času z vrsticama 2 in 3. Kakšna oblika je vsak graf in kaj ti pove o prostem padcu na Luni?
4 · Analiziraj
- Z zabeleženima vrednostma vy in mase izračunaj gibalno količino p = mv za vsako vrstico. Pokaži svoj račun.
- Primerjaj vrstici 1 in 2 (isti čas, različna masa) ter vrstici 2 in 3 (ista masa, različen čas). Kaj ti vsaka primerjava pove o tem, kako je hitrost odvisna od mase proti času?
5 · Razširi
- Z F = ma in teža = mg razloži, zakaj težja žoga na Luni ne pada hitreje — čeprav jo težnost vleče z večjo silo.
- Če bi ta isti poskus naredili na Zemlji s spuščanjem peresa in kegljajske krogle skozi zrak, bi tvoja podatkovna tabela izgledala enako? Zakaj da ali ne?
Fizika za tem poskusom
Gibalna količina
Gibalna količina p = mv združi maso in hitrost predmeta v eno količino — čeprav imata lahka in težka žoga ob danem času isto hitrost padanja, težja žoga nosi precej več gibalne količine.
Kinetična energija
KE = ½mv² raste s kvadratom hitrosti in neposredno z maso — dve žogi, ki zadesta tla z isto hitrostjo, še vedno nosita zelo različne količine kinetične energije, če se masi razlikujeta.
Mehanika
- Met telesa in kinetična energija
- Žoga na klančini: energija na klančini brez trenja
- Blok na klančini s trenjem: iskanje praga trenja mirovanja
- Končna hitrost: padanje skozi upor
- Laboratorij sil: Newtonov drugi zakon
- Nasprotne sile: Newtonov drugi zakon in gibalna količina
- Poskakujoča žoga: izguba energije ob udarcu
- Prožni trki in ohranitev gibalne količine
- Neprožni trk in ohranitev gibalne količine
- Newtonovo nihalo: prenos gibalne količine in energije
- Preprosto nihalo
- Masa na vzmeti: preprosto harmonično gibanje