Projektilbana & rörelseenergi

1 · Förutsäg

Om du skjuter iväg bollen snabbare, hur ändras då dess rörelseenergi vid avfyrningen och dess maximala höjd?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna simuleringen för projektilbana och tryck på Återställ.
  2. Aktivera hastighetssonden och höjdavläsningen — höjden mäts från GOLVET, inte från startpunkten, så den inkluderar bollens fasta 1,2 m starthöjd.
  3. Ställ in avfyrningshastigheten för varje försök nedan, tryck på Spela och notera toppvärdena.

3 · Samla data

Massa m (kg)Kasthastighet v (m/s)KE = ½mv² (J)Maxhöjd h (m)
1.008.00
1.0010.00
1.0012.00

Rita maxhöjden h (y-axeln) mot rörelseenergin vid avfyrningen KE (x-axeln).

4 · Analysera

  1. Visa din uträkning av KE = ½mv² för ett försök och jämför med simuleringens avläsning av rörelseenergin.
  2. Beskriv sambandet mellan rörelseenergin vid avfyrningen och maxhöjden. Är det linjärt? Ange tal från din tabell.

5 · Utvidga

  1. Vilken avfyrningsvinkel ger vid en given hastighet den största maxhöjden? Förklara varför.
  2. Verkliga projektiler når inte den höjd din tabell förutsäger. Vart tar den saknade energin vägen?

Fysiken bakom det här experimentet

Kinetisk energi

Rörelseenergin vid avfyrningen, från massan och avfyrningshastigheten du ställde in för varje försök.

Gravitationell potentiell energi

Energin lagrad vid bollens högsta höjd läses från bollens höjd över GOLVET — inte över utgångspunkten. Eftersom denna lansering är i vinkel (inte rakt upp), konverteras endast den vertikala komponenten av lanseringshastigheten till extra stigning ovanför lansering: den bär 64% av lanseringens rörelseenergi i denna vinkel (resten förblir horisontell rörelse, fortfarande närvarande vid toppen). Men höjdavläsningen innehåller också bollens fasta lanseringshöjd på 1.2 m ovanför golvet, så PE vid toppen är m·g·(1.2 m + rise) — inte bara 0.64× lanseringens rörelseenergi, och förhållandet mellan dem ändras med hastigheten i stället för att förbli konstant.

← Tillbaka till experimentet

Mekanik

138 gratis utskrivbara labblad i fysik