Fritt fall: Ändrar massan hur snabbt saker faller?

1 · Förutsäg

Tappa en lätt, en mellanstor och en tung boll från samma höjd samtidigt. Vilken träffar marken först?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna förinställningen Fritt fall. Du bör se tre bollar av olika storlek uppradade på samma höjd.
  2. Fäst höjdproben på den mellanstora bollen och kontrollera att alla tre bollarna startar på samma y-position.
  3. Kör simuleringen och använd stopuret/bildräknaren för att tidta varje bolls fall.

3 · Samla data

Massa (kg)Förfluten tid (s)Fallhastighet (m/s)Rörelsemängd (kg·m/s)
1.001.00
3.001.00
6.001.00

Rita fallhastigheten (y-axeln) mot förfluten tid (x-axeln) för alla tre bollarna i samma diagram.

4 · Analysera

  1. Jämför fallhastigheterna hos den lätta, mellanstora och tunga bollen vid samma förflutna tid. Vad lägger du märke till?
  2. Beräkna med dina data accelerationen (Δfart / Δtid) för varje boll. Hur förhåller den sig till g = 9.8 m/s²?

5 · Utvidga

  1. En fjäder och ett bowlingklot som tappas i verklig luft landar INTE samtidigt. Vilken kraft, som saknas i denna idealiserade simulering, orsakar den skillnaden?
  2. Astronauter på månen tappade en hammare och en fjäder, och de landade samtidigt. Förklara varför månen är en bättre plats än jorden för att se denna demonstration med verkliga föremål.

Fysiken bakom det här experimentet

Rörelsemängd

Även om alla tre bollarna har samma fallhastighet vid en given tidpunkt skiljer sig deras rörelsemängder åt, eftersom rörelsemängden skalas med massan — därför skulle den tunga bollen orsaka mer skada vid anslaget trots att den inte faller snabbare.

← Tillbaka till experimentet

Mekanik

138 gratis utskrivbara labblad i fysik