బల ప్రయోగశాల: న్యూటన్ రెండో నియమం
1 · ఊహించండి
ఘర్షణ లేని నేలపై పెట్టెను స్థిర బలంతో నెడుతున్నారు. అదే బలంతో భారీ పెట్టెను నెట్టితే, అది తేలిక కంటే ఎక్కువా, తక్కువా, అదే రేటునా వేగవంతమవుతుంది?
- భారీ పెట్టె ఎక్కువ వేగవంతమవుతుంది
- రెండు పెట్టెలూ ఒకే రేటున వేగవంతమవుతాయి
- భారీ పెట్టె తక్కువ రేటున వేగవంతమవుతుంది
2 · అమరిక
- బల ప్రయోగశాల ప్రీసెట్ తెరవండి. ఒకే పెట్టె ఘర్షణ లేని నేలపై నిశ్చలంగా, ఒక స్థిర బలం ముందుకు తోస్తూ ఉంటుంది.
- వడి ప్రోబ్ పెట్టెకు జోడించబడిందని నిర్ధారించి, లక్షణాల ప్యానెల్లో పెట్టె ద్రవ్యరాశి, బల తీవ్రత సరిచూడండి.
- కింది ప్రతి వరుసకూ పెట్టె ద్రవ్యరాశి, బల తీవ్రతను లక్షణాల ప్యానెల్లో సరిపోయేలా సెట్ చేసి, సరిగ్గా 1 సెకను (60 ఫ్రేమ్లు) సిమ్యులేషన్ నడిపి, ప్రోబ్ వడి చదవండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| ద్రవ్యరాశి (kg) | ప్రయోగించిన బలం (N) | t = 1 s వద్ద వడి (m/s) | t = 1 s వద్ద ద్రవ్యవేగం (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 2.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | ||
| 4.00 | 8.00 |
1 సెకను తర్వాత కొలిచిన వడి (y-అక్షం) వెంబడి అన్వయించిన బలం (x-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి — పరీక్షించిన ప్రతి ద్రవ్యరాశికీ ఒక రేఖ. ప్రతి రేఖ వాలు ఏమిటి?
4 · విశ్లేషించండి
- ప్రతి వరుసకూ, అన్వయించిన బలాన్ని ద్రవ్యరాశితో భాగించండి. ఆ విలువ 1 సెకను తర్వాత కొలిచిన వడితో ఎలా పోల్చుతుంది? మీరు ఇప్పుడే లెక్కించింది ఏ పరిమాణం?
- వరుసలు 1, 3 పోల్చండి (ఒకే బలం, వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి). ద్రవ్యరాశి రెట్టింపు అయినప్పుడు అదే 1-సెకను తోపుతో వచ్చిన వడి ఎంత మారింది?
5 · విస్తరించండి
- ఈ నేల ఘర్షణ లేనిది. చిన్న స్థిర ఘర్షణ బలం కూడా పెట్టెపై పనిచేస్తే మీ వడి రీడింగ్లు ఎలా మారుతాయో ఊహించండి. అన్వయించిన బలాన్ని ద్రవ్యరాశితో భాగించడం మాత్రమే ఇంకా ఫలిత త్వరణాన్ని ఊహించగలదా?
- షాపింగ్ కార్టు, నిండిన డెలివరీ ట్రక్ — రెండింటినీ ఒకే బలం ఇచ్చే ఇంజన్ నెట్టగలదు. అవి ఒకే రేటున వేగవంతం కావడం లేదని మీ డేటాతో వివరించండి.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
న్యూటన్ రెండో నియమం
వస్తువుపై నికర బలం = ద్రవ్యరాశి × త్వరణం. ఇక్కడ ఒకే స్థిర బలం పెట్టెను నిశ్చలస్థితి నుండి వేగవంతం చేస్తుంది, కాబట్టి నిర్ణీత కాలం తర్వాత కొలిచిన వడి ఆ బలం ఉత్పత్తి చేసిన త్వరణాన్ని బయటకు చూపుతుంది.
ద్రవ్యవేగం
ద్రవ్యవేగం = ద్రవ్యరాశి × వేగం. ప్రతి ప్రయత్నం నిశ్చలస్థితి నుండి మొదలవుతుంది, కాబట్టి 1-సెకను మార్కు వద్ద ద్రవ్యవేగం — అదే తోపు వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి పెట్టెల్లో ఎంత చలనాన్ని నిర్మిస్తుందో చూపుతుంది.
యాంత్రిక శాస్త్రం
- ప్రక్షేపక చలనం & గతిజ శక్తి
- ర్యాంప్పై బంతి: ఘర్షణ లేని వాలుతలంపై శక్తి
- ఘర్షణ ర్యాంప్పై బ్లాక్: స్థితిజ ఘర్షణ పరిమితిని కనుగొనడం
- అంతిమ వేగం: నిరోధం గుండా పతనం
- వ్యతిరేక బలాలు: న్యూటన్ రెండో నియమం & ద్రవ్యవేగం
- లంఘించే బంతి: తాకిడిలో శక్తి నష్టం
- ప్రత్యాస్థ ఢీకొట్లు & ద్రవ్యవేగ సంరక్షణం
- అప్రత్యాస్థ ఢీకొట్టు & ద్రవ్యవేగ సంరక్షణం
- న్యూటన్ క్రాడిల్: ద్రవ్యవేగ, శక్తి బదిలీ
- సరళ లోలకం
- స్ప్రింగ్పై ద్రవ్యరాశి: సరళ హార్మోనిక చలనం
- ఏకరీతి వృత్తాకార చలనం & అభికేంద్ర బలం