Ramp & last: Acceleration på ett lutande plan

1 · Förutsäg

Om du släpper lasten från vila och gör rampens vinkel brantare, vad händer då med dess fart efter samma tidsrymd?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna förinställningen Ramp & last i sandlådan för mekanik.
  2. Markera rampen och använd panelen Egenskaper för att ställa in dess lutningsvinkel för detta försök.
  3. Släpp lasten från vila i toppen och läs av dess fart på proben efter den angivna förflutna tiden.

3 · Samla data

Rampvinkel (deg)Lastmassa (kg)Förfluten tid (s)Fart (m/s)kinetisk energi (J)
10.003.001.00
20.003.001.00
30.003.001.00

Rita farten (y-axeln) mot rampvinkeln (x-axeln) för försöken med fast 1 s. Är sambandet en rät linje?

4 · Analysera

  1. Beräkna med v = g sin θ · t den förväntade farten för varje rad och jämför med det du läste av på proben.
  2. Lastens massa är fast på 3 kg i alla tre försöken medan vinkeln ändras. Vad säger det om sambandet mellan massa och acceleration på en friktionsfri ramp?

5 · Utvidga

  1. Två laster med olika massa släpps från samma vinkel samtidigt. Vilken når bottnen först? Använd dina data för att motivera ditt svar.
  2. Verkliga rampar har friktion. Om denna ramp inte vore friktionsfri, skulle den uppmätta farten bli högre eller lägre än din förutsägelse med v = g sin θ · t, och varför?

Fysiken bakom det här experimentet

Kinetisk energi

Lastens rörelseenergi växer med farten i kvadrat allteftersom den accelererar nedför rampen — en fördubblad fart fyrdubblar rörelseenergin.

Gravitationell potentiell energi

På en friktionsfri ramp omvandlas hela den lägesenergi som lasten förlorar när den sjunker till den rörelseenergi den vinner — ingenting går förlorat som värme.

← Tillbaka till experimentet

Mekanik

138 gratis utskrivbara labblad i fysik