ర్యాంప్పై బంతి: ఘర్షణ లేని వాలుతలంపై శక్తి
1 · ఊహించండి
ఘర్షణ లేని ర్యాంప్పై ఒకే ఎత్తు నుండి భారీ బంతి, తేలిక బంతి వదలబడ్డాయి. ఏది ముందుగా అడుగుకు చేరుతుంది?
- భారీ బంతి ముందుగా అడుగుకు చేరుతుంది.
- రెండు బంతులూ ఒకే వడితో అడుగుకు చేరుతాయి.
- తేలిక బంతి ముందుగా అడుగుకు చేరుతుంది.
2 · అమరిక
- వాలుతల ప్రీసెట్ తెరవండి. ర్యాంప్ వాలు కోణం, బంతి ద్రవ్యరాశి, ర్యాంప్ అడుగు నుండి ప్రారంభ ఎత్తు నమోదు చేయండి.
- ఈ ప్రయత్నానికి బంతి ద్రవ్యరాశి, ర్యాంప్ కోణాన్ని లక్షణాల ప్యానెల్లో సెట్ చేసి, ర్యాంప్ అడుగు నుండి బంతి నిలువు ప్రారంభ ఎత్తు నమోదు చేయండి.
- సిమ్యులేషన్ నడిపి, బంతి అడుగునకు చేరిన క్షణంలో దాని వడి రీడింగ్ (ప్రోబ్) నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| ద్రవ్యరాశి (kg) | ర్యాంప్ కోణం (°) | పడిన ఎత్తు (m) | గురుత్వ PE (J) | అడుగు వద్ద వడి (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 15.00 | 0.30 | ||
| 1.50 | 25.00 | 0.50 | ||
| 2.00 | 35.00 | 0.70 |
మీ మూడు ప్రయత్నాలకు ప్రారంభ ఎత్తు (x-అక్షం) వెంబడి అడుగు వద్ద వడి (y-అక్షం) గ్రాఫ్ చేయండి. సంబంధం సరళ రేఖా?
4 · విశ్లేషించండి
- ప్రతి వరుసకూ, కొలిచిన అడుగు వడితో 1/2 m v^2 లెక్కించండి. గురుత్వ PE నిలువు వరుసతో పోల్చండి. ఏమి గమనించారు?
- మీ మూడు ప్రయత్నాలు వేర్వేరు ర్యాంప్ కోణాలు వాడాయి. అదే ప్రారంభ ఎత్తుతో కోణం మాత్రమే మారితే, తుది వడి మారుతుందా? శక్తి సంరక్షణతో ఎందుకో వివరించండి.
5 · విస్తరించండి
- మీ గురుత్వ PE నిలువు వరుస ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ కొలిచిన తుది వడి కాదు. ఘర్షణ లేని ర్యాంప్పై భారీ బంతి తేలిక కంటే ముందుగా ఎందుకు చేరదో వివరించండి.
- నిజమైన ర్యాంప్కు కొంత ఘర్షణ ఉంటుంది, దొర్లుతున్న బంతి తన శక్తిలో కొంత తిరిగేలా ఖర్చు చేయాలి. నిజమైన బంతి తుది వడి ఘర్షణ లేని ఊహ కంటే ఎక్కువా తక్కువా ఉంటుంది? ఎందుకు?
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
గురుత్వ స్థితిజ శక్తి
విడుదలకు ముందు ర్యాంప్ అడుగు నుండి బంతి ఎత్తు గురుత్వ PE ను నిల్వ చేస్తుంది — అది కిందికి దొర్లినప్పుడు చలనంగా మారే శక్తి బడ్జెట్.
గతిజ శక్తి
ఘర్షణ లేని ర్యాంప్పై, బంతి అడుగునకు చేరే సమయానికి ప్రారంభ PE అంతా KE గా మారి ఉంటుంది — అదే దాని తుది వడిని నిర్ణయిస్తుంది.
యాంత్రిక శాస్త్రం
- ప్రక్షేపక చలనం & గతిజ శక్తి
- ఘర్షణ ర్యాంప్పై బ్లాక్: స్థితిజ ఘర్షణ పరిమితిని కనుగొనడం
- అంతిమ వేగం: నిరోధం గుండా పతనం
- బల ప్రయోగశాల: న్యూటన్ రెండో నియమం
- 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