Kraftlabb: Newtons andra lag

1 · Förutsäg

Du knuffar en låda över ett friktionsfritt golv med en jämn kraft. Om du knuffar en tyngre låda med samma kraft, ökar den då farten snabbare, långsammare eller lika snabbt som en lättare låda?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna förinställningen Kraftlabb. En enda låda ligger i vila på ett friktionsfritt golv med en konstant kraft som knuffar den framåt.
  2. Kontrollera att hastighetsproben sitter på lådan, och kontrollera sedan lådans massa och kraftens storlek i panelen Egenskaper.
  3. Ställ in lådans massa och kraftens storlek i panelen Egenskaper så att de matchar varje rad nedan, kör simuleringen i exakt 1 sekund (60 bildrutor) och läs av probens fart.

3 · Samla data

Massa (kg)Tillförd kraft (N)Fart vid t = 1 s (m/s)Rörelsemängd vid t = 1 s (kg·m/s)
2.008.00
1.006.00
4.008.00

Rita den tillämpade kraften (x-axeln) mot farten du mätte efter 1 sekund (y-axeln), en linje per testad massa. Vad representerar varje linjes lutning?

4 · Analysera

  1. Dividera den tillämpade kraften med massan för varje rad. Hur förhåller sig det värdet till farten du mätte efter 1 sekund? Vilken storhet har du just beräknat?
  2. Jämför raderna 1 och 3 (samma kraft, olika massa). Hur mycket ändrade den fördubblade massan den resulterande farten efter samma knuff i 1 sekund?

5 · Utvidga

  1. Detta golv är friktionsfritt. Förutsäg hur dina fartavläsningar skulle ändras om också en liten konstant friktionskraft verkade på lådan. Skulle den tillämpade kraften delad med massan fortfarande ensam förutsäga den resulterande accelerationen?
  2. En shoppingvagn och en lastad skåpbil kan båda skjutas på av en motor som ger samma kraft. Använd dina data för att förklara varför de inte ökar farten lika snabbt.

Fysiken bakom det här experimentet

Newtons andra lag

Nettokraften på ett föremål är lika med dess massa gånger dess acceleration. Här accelererar en enda konstant kraft lådan från vila, så farten uppmätt efter en fast tid avslöjar den acceleration som kraften gav upphov till.

Rörelsemängd

Rörelsemängden är massan gånger hastigheten. Varje försök startar från vila, så rörelsemängden efter 1 sekund visar hur mycket rörelse samma knuff bygger upp i lådor med olika massa.

← Tillbaka till experimentet

Mekanik

138 gratis utskrivbara labblad i fysik