กลศาสตร์

การเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์

ดูโค้งพาราโบลาขณะความโน้มถ่วงดึงเส้นทางลง

การเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์ — การจำลองกลศาสตร์แบบโต้ตอบ ดูโค้งพาราโบลาขณะความโน้มถ่วงดึงเส้นทางลง ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ

ความเป็นอิสระของการเคลื่อนที่

การเคลื่อนที่ในแนวราบและแนวดิ่งเป็นอิสระต่อกัน ความเร็วในแนวราบคงที่ (ไม่นับแรงต้านอากาศ) ในขณะที่แรงโน้มถ่วงดึงวัตถุลงล่าง

กาลิเลโอแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ในแนวราบของวัตถุที่ถูกยิงไม่ส่งผลต่อการตกในแนวดิ่ง คุณสามารถถือว่าการเคลื่อนที่เป็นสองปัญหาแยกกัน: ความเร็วคงที่ตามแนว x และความเร่งคงที่ตามแนว y เนื่องจากแรงโน้มถ่วง การรวมกันวาดเป็นพาราโบลา

• x = v₀ cos θ · t
• y = v₀ sin θ · t − ½gt²
• ระยะ R ≈ (v₀² sin 2θ) / g

สรุปการสืบสวน

วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ

บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้

คำถามขับเคลื่อน

ถ้าปล่อยลูกบอลเร็วขึ้น พลังงานจลน์ตอนปล่อยและความสูงสูงสุดเปลี่ยนไปอย่างไร

คำทำนายที่ต้องชั่งใจ

• ทั้งคู่เพิ่มขึ้น
• ทั้งคู่คงเดิม
• พลังงานจลน์เพิ่มแต่ความสูงคงเดิม

บทบาทของตัวแปร

สิ่งที่คุณตั้ง:

• มวล m (kg)
• ความเร็วยิง v (m/s)

สิ่งที่คุณวัด:

• KE = ½mv² (J)
• ความสูงสูงสุด h (m)

การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร

1. เปิดการจำลอง projectile แล้วกดรีเซ็ต
2. เปิดโพรบอัตราเร็วกับค่าแสดงความสูง
3. ตั้งอัตราเร็วปล่อยของรอบข้างล่างแต่ละรอบ กดเล่น แล้วบันทึกค่าสูงสุด

สมการควบคุม

พลังงานจลน์ — KE = ½·m·v²

พลังงานของการเคลื่อนที่ตอนปล่อย จากมวลและอัตราเร็วปล่อยที่คุณตั้งในแต่ละรอบ

พลังงานศักย์โน้มถ่วง — PE = m·g·h

พลังงานที่สะสมที่ความสูงสุดของลูกบอล ตามการอนุรักษ์พลังงานกล ค่านี้ควรเท่ากับพลังงานจลน์ตอนปล่อยเมื่อไม่นับแรงต้านอากาศ — ความสัมพันธ์ที่ตารางข้อมูลของคุณกำลังทดสอบ

สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด

• จงแสดงวิธีคำนวณพลังงานจลน์ KE = ½mv² จากการทดลองหนึ่งรอบ แล้วเปรียบเทียบกับค่าพลังงานจลน์ที่การจำลองแสดง
• อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ตอนปล่อยกับความสูงสูงสุด เป็นเชิงเส้นหรือไม่ อ้างตัวเลขจากตารางของคุณ

สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ

• ที่อัตราเร็วคงที่ มุมปล่อยเท่าใดให้ความสูงสูงสุดมากที่สุด อธิบายเหตุผล
• วัตถุปล่อยจริงไปไม่ถึงความสูงที่ตารางของคุณทำนาย พลังงานที่หายไปไปไหน

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law

1. คาดเดา: จะเกิดอะไรขึ้นกับความสูงสูงสุด?
2. การเปลี่ยนแปลง: ตั้งความเร็วยิงเป็น 8 เมตร/วินาที
3. เรียกใช้: บันทึกสองรอบการทดลอง
4. อ่านกราฟ
5. อธิบาย: คุณสังเกตเห็นอะไร?

เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ

เปิดห้องแล็บโต้ตอบ →

ดาวน์โหลดใบงาน →

การตกอิสระและการเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์