Boll på ramp: Energi på ett friktionsfritt lutande plan

1 · Förutsäg

En tyngre boll och en lättare boll släpps var för sig från vila på samma höjd på en friktionsfri ramp. Vilken når bottnen först?

• Den tyngre bollen når bottnen först.
• Båda bollarna når bottnen med samma fart.
• Den lättare bollen når bottnen först.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Lutande plan. Notera rampens lutningsvinkel samt bollens massa och dess starthöjd över rampens bas.
2. Använd panelen Egenskaper för att ställa in bollens massa och rampens vinkel för detta försök, och notera bollens vertikala starthöjd över rampens bas.
3. Kör simuleringen och notera bollens fartavläsning (prob) precis när den når rampens botten.

3 · Samla data

Rita farten vid bottnen (y-axeln) mot starthöjden (x-axeln) för dina tre försök. Är sambandet en rät linje?

4 · Analysera

1. Beräkna 1/2 m v^2 för varje rad med din uppmätta fart vid bottnen. Jämför med kolumnen för lägesenergi (PE). Vad lägger du märke till?
2. Dina tre försök använder olika rampvinklar. Ändrar enbart vinkeln, vid samma starthöjd, slutfarten? Använd energibevarande för att förklara varför eller varför inte.

5 · Utvidga

1. Din kolumn för lägesenergi (PE) beror på massan, men den uppmätta slutfarten gör inte det. Förklara varför en tyngre boll inte når bottnen snabbare än en lättare på en friktionsfri ramp.
2. En verklig ramp har lite friktion, och en verkligt rullande boll måste också lägga en del av sin energi på att börja rotera när den rullar. Skulle du förvänta dig att en verklig bolls slutfart blir högre eller lägre än din friktionsfria förutsägelse? Varför?

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik