యాంత్రిక శాస్త్రం
న్యూటన్ క్రాడిల్
ద్రవ్యవేగం వరుస గుండా పయనించి దూరపు బంతికి చేరడం చూడండి.
న్యూటన్ క్రాడిల్ — ఇంటరాక్టివ్ యాంత్రిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. ద్రవ్యవేగం వరుస గుండా పయనించి దూరపు బంతికి చేరడం చూడండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
న్యూటన్ క్రాడిల్
సమాన బంతుల వరుస దాదాపు ప్రత్యాస్థ ఢీకొట్ల ద్వారా ద్రవ్యవేగాన్ని బదిలీ చేస్తుంది — దూరపు బంతి బయటకు ఊగుతుంది, మిగతావి దాదాపు కదలవు.
చివరి బంతి వరుసను కొడిగట్టినప్పుడు, ద్రవ్యవేగం స్పర్శల గొలుసు గుండా ప్రయాణిస్తుంది. ఆదర్శ ప్రకరణంలో చివరి బంతి ఎక్కువ ద్రవ్యవేగంతో బయటకు వెళ్తుంది, మధ్యలోని బంతులు దాదాపు నిశ్చలంగా ఉంటాయి.
- వరుస వెంబడి ద్రవ్యవేగం సంరక్షితం
- దాదాపు ప్రత్యాస్థ స్పర్శలు
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
మొదటి బంతిని విడుదల ఎత్తు h వరకు లాగి వరుసలోకి ఊపినట్లయితే, చివరి బంతి ఎంత వేగంతో బయటకు ఎగురుతుంది?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- దూరపు బంతి, మొదటి బంతి తాకిడి సమయంలో ఉన్న దాదాపు అదే వడితో బయటకు వస్తుంది.
- మధ్య బంతులు కొంత చలనాన్ని శోషించడంతో దూరపు బంతి నెమ్మదిగా బయటకు వస్తుంది.
- దూరపు బంతి మొదటి బంతి తాకిడి వడి కంటే ఎక్కువ వేగంతో బయటకు వస్తుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- బంతి ద్రవ్యరాశి (kg)
- విడుదల ఎత్తు (m)
మీరు కొలిచేవి:
- విడుదల PE (J)
- దూరపు బంతి నిష్క్రమణ వడి (m/s)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- సాండ్‌బాక్స్‌లో న్యూటన్ క్రాడిల్ ప్రీసెట్ తెరవండి.
- ఎడమ చివరి బంతిని పక్కకు, పైకి లాగి విడుదల ఎత్తు సెట్ చేయండి, ఆపై అది తన విశ్రాంత బిందువు పైన ఎంత ఎత్తులో ఉందో చదవండి.
- బంతిని వదిలి, అది తగిలే బంతుల వరుసలోకి ఊగునట్లు చేయండి. దూరపు (కుడి) వైపున ఏ బంతి(లు) బయటకు ఎగురుతాయో, ఎంత ఎత్తుకు ఊగుతాయో చూడండి.
పాలక సమీకరణం
గురుత్వ స్థితిజ శక్తి — PE = m·g·h
లాగిన బంతి, తన విశ్రాంత బిందువు పైన ఎంత ఎత్తు ఎత్తిందో దాని బరువుతో గుణించిన శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది — వదిలిన తర్వాత మొత్తం గొలుసు చర్యకు ఇదే శక్తినిస్తుంది.
గతిజ శక్తి — KE = ½·m·v²
వదిలిన బంతి కిందికి ఊగేకొద్దీ దాని నిల్వ PE, KE గా మారుతుంది; అడుగున ఆ KE, ఢీకొట్ల గొలుసు గుండా దాదాపు పూర్తిగా దూరపు బంతికి అందుతుంది.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ప్రతి వరుసకూ, విడుదల PE (mgh), మొదటి బంతి ఊగుడు అడుగునకు చేరే ముందు కలిగి ఉండాల్సిన తాకిడి KE (½mv², v కి మీ కొలిచిన farSpeed) లెక్కించండి. మీ కొలిచిన farSpeed ఆదర్శ √(2gh) కంటే కొన్ని శాతం తక్కువగా వస్తుందని ఊహించండి — గొలుసులోని ప్రతి ఢీకొనుట కొంచెం శక్తిని కోల్పోతుంది, కాబట్టి ఆదర్శ విలువకు దాదాపు 10% లోపు ఉండే రీడింగ్ అంచనాను నిర్ధారిస్తుంది. రెండు శక్తులు ఎలా పోల్చుతాయి?
- సమాన ద్రవ్యరాశుల గొలుసుకు ద్రవ్యవేగ, గతిజ శక్తి సంరక్షణంతో, దూరపు బంతి మొదటి బంతి తాకిడి వడితో (దాదాపు) బయటకు వస్తుందని, మధ్యలోని బంతులు దాదాపు కదలవని వివరించండి.
ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- ఢీకొట్టు ప్రతి మధ్య బంతి గుండానూ వెళ్ళినా, అవి ఎందుకు దాదాపు కదలవు?
- సాండ్‌బాక్స్‌లో, దూరపు బంతి ఎప్పుడైనా సరిగ్గా మీ విడుదల ఎత్తే ఊగుతుందా? ఉంటే ఆ అంతరం (ఉంటే) ఢీకొట్లు నిజంగా ఎంత ప్రత్యాస్థమో చెబుతుంది?
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- న్యూటన్ క్రాడిల్‌కు స్వాగతం
- ప్లే నొక్కండి
- మొదటి బంతి ఎంచుకోండి
- వరుస వెంబడి ద్రవ్యవేగం
- డేటా తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.