ลูกบอลบนพื้นเอียง พลังงานบนพื้นเอียงไร้แรงเสียดทาน

1 · ทำนาย

ลูกหนักและลูกเบาถูกปล่อยจากหยุดนิ่งที่ความสูงเดียวกันบนพื้นเอียงไร้แรงเสียดทาน ลูกใดถึงก้นเร็วกว่า

• ลูกหนักถึงก้นเร็วกว่า
• ทั้งสองลูกถึงก้นด้วยอัตราเร็วเดียวกัน
• ลูกเบาถึงก้นเร็วกว่า

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ Incline สังเกตมุมเอียง มวลลูก และความสูงเริ่มต้นของลูกเหนือก้นพื้นเอียง
2. ใช้แผงคุณสมบัติตั้งมวลลูกกับมุมพื้นเอียงของรอบนี้ และจดความสูงแนวดิ่งเริ่มต้นของลูกเหนือก้นพื้นเอียง
3. รันการจำลองแล้วบันทึกค่าอัตราเร็วของลูก (จากโพรบ) พอดีขณะถึงก้นพื้นเอียง

3 · เก็บข้อมูล

เขียนกราฟอัตราเร็วที่ก้น (แกน y) กับความสูงเริ่มต้น (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เป็นเส้นตรงหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับแต่ละแถว คำนวณ 1/2 m v^2 จากอัตราเร็วที่วัดได้ที่ก้นเอียง เทียบกับคอลัมน์พลังงานศักย์โน้มถ่วง คุณสังเกตเห็นอะไร
2. สามรอบของคุณใช้มุมพื้นเอียงต่างกัน การเปลี่ยนแค่มุมที่ความสูงเริ่มต้นเดิมเปลี่ยนอัตราเร็วสุดท้ายหรือไม่ ใช้การอนุรักษ์พลังงานอธิบายว่าเพราะเหตุใดหรือไม่ได้อย่างไร

5 · ต่อยอด

1. คอลัมน์พลังงานศักย์โน้มถ่วงของคุณขึ้นกับมวล แต่อัตราเร็วสุดท้ายที่วัดได้ไม่ขึ้น อธิบายว่าเหตุใดลูกหนักจึงไม่ถึงก้นเร็วกว่าลูกเบาบนพื้นเอียงไร้แรงเสียดทาน
2. พื้นเอียงจริงมีแรงเสียดทานบ้าง และลูกที่กลิ้งจริงยังต้องใช้พลังงานส่วนหนึ่งหมุนตัวเองขณะกลิ้ง คุณคาดว่าอัตราเร็วสุดท้ายของลูกจริงจะสูงหรือต่ำกว่าการทำนายแบบไร้แรงเสียดทานของคุณ เพราะเหตุใด

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง