நிலா வீழ்ச்சி: நிறை, சுதந்திர-வீழ்ச்சி வேகத்தை மாற்றுமா?
1 · கணிப்பு
நிலவில், ஒரு 1 kg பந்தும் ஒரு 6 kg பந்தும், காற்று எதிர்ப்பு இல்லாத வெற்றிடத்தில், ஒரே உயரத்திலிருந்து ஒன்றாக விடப்படுகின்றன. விழும்போது எது வேகமாகும்?
- கனமான (6 kg) பந்து வேகமாக முடுக்கமடையும்
- இரு பந்துகளும் சரியாக அதே விகிதத்தில் வேகமாகும்
- இலகுவான (1 kg) பந்து வேகமாக முடுக்கமடையும்
2 · அமைப்பு
- நிலா வீழ்ச்சி முன்னமைப்பைத் திறங்கள். இரு பந்துகளைக் குறியுங்கள்: ஒரு இலகுவானது (1 kg) மற்றும் ஒரு கனமானது (6 kg), நிலாவின் ஈர்ப்பின் (g = 1.6 m/s²) கீழ் ஒன்றாக விடப்படுகின்றன.
- ஒவ்வொரு பந்தையும் மாறி மாறி தேர்ந்தெடுத்து, ஒவ்வொரு ஓட்டத்திற்கு முன்பும், கீழே உள்ள தரவு அட்டவணையின் நிறை நெடுவரிசைக்கு பொருந்தும்படி பண்புகள் பேனலில் அதன் நிறையை அமையுங்கள்.
- இரு பந்துகளையும் விடுவித்து, நேர நெடுவரிசையில் பட்டியலிடப்பட்ட கழிந்த நேரத்தில் உருவகத்தை இடைநிறுத்தி, ஆய்வியிலிருந்து பந்தின் கீழ்நோக்கிய திசைவேகத்தை (vy) படியுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| நிறை (m) (kg) | கழிந்த நேரம் (t) (s) | திசைவேகம் (vy) (m/s) | உந்தம் (p) (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 2.00 |
வரிசைகள் 1 மற்றும் 2-ஐப் பயன்படுத்தி, நிறைக்கு (x-அச்சு) எதிராக vy (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். பின்னர் வரிசைகள் 2 மற்றும் 3-ஐப் பயன்படுத்தி, நேரத்திற்கு எதிராக vy-ஐ வரையுங்கள். ஒவ்வொரு வரைபடமும் என்ன வடிவம், நிலவில் சுதந்திர வீழ்ச்சி பற்றி அது என்ன சொல்கிறது?
4 · பகுப்பாய்வு
- நீங்கள் பதிவு செய்த vy மற்றும் நிறை மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி, ஒவ்வொரு வரிசைக்கும் உந்தம் p = mv கணக்கிடுங்கள். உங்கள் வேலையைக் காட்டுங்கள்.
- வரிசைகள் 1 மற்றும் 2 (ஒரே நேரம், வேறு நிறை) மற்றும் வரிசைகள் 2 மற்றும் 3 (ஒரே நிறை, வேறு நேரம்) ஒப்பிடுங்கள். திசைவேகம், நிறையையும் நேரத்தையும் எவ்வாறு சார்ந்தது என்பதை ஒவ்வொரு ஒப்பீடும் என்ன சொல்கிறது?
5 · நீட்டிப்பு
- F = ma மற்றும் எடை = mg பயன்படுத்தி, ஈர்ப்பு அதிக விசையால் இழுத்தாலும், கனமான பந்து நிலவில் வேகமாக விழாதது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
- இதே சோதனை, ஒரு இறகையும் ஒரு பந்துப்பந்தய பந்தையும் காற்றின் வழியாக பூமியில் விடுவதன் மூலம் செய்யப்பட்டால், உங்கள் தரவு அட்டவணை அப்படியே இருக்குமா? ஏன் அல்லது ஏன் இல்லை?
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
உந்தம்
உந்தம் p = mv, ஒரு பொருளின் நிறை மற்றும் திசைவேகத்தை ஒரே அளவாக இணைக்கிறது — ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் இலகுவான மற்றும் கனமான பந்துகள் ஒரே வீழ்ச்சி வேகத்தைப் பங்கிட்டாலும், கனமான பந்து மிக அதிக உந்தத்தைத் தாங்குகிறது.
இயக்க ஆற்றல்
KE = ½mv², வேகத்தின் இருமடியுடனும் நிறையுடன் நேரடியாகவும் வளர்கிறது — எனவே ஒரே வேகத்தில் தரையில் அடிக்கும் இரு பந்துகள், அவற்றின் நிறைகள் வேறுபட்டால், மிக வேறுபட்ட அளவு இயக்க ஆற்றலைத் தாங்கிச் செல்கின்றன.
எந்திரவியல்
- எறிபொருள் இயக்கம் & இயக்க ஆற்றல்
- சரிவில் பந்து: உராய்வற்ற சரிவில் ஆற்றல்
- உராய்வு சரிவில் கட்டை: நிலை-உராய்வு வாசலைக் கண்டறிதல்
- எல்லை வேகம்: இழுவை வழியாக வீழ்ச்சி
- விசை ஆய்வகம்: நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி
- எதிர் விசைகள்: நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி & உந்தம்
- துள்ளும் பந்து: தாக்கத்தில் ஆற்றல் இழப்பு
- மீள்ம மோதல்கள் & உந்த அழிவின்மை
- மீள்மற்ற மோதல் & உந்த அழிவின்மை
- நியூட்டன் தொட்டில்: உந்தம் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றம்
- எளிய ஊசல்
- ஸ்பிரிங்கில் நிறை: எளிய இசைவு இயக்கம்