พื้นเอียงกับภาระ ความเร่งบนระนาบเอียง

1 · ทำนาย

ถ้าปล่อยภาระจากหยุดนิ่งแล้วทำพื้นเอียงให้ชันขึ้น อัตราเร็วของมันหลังเวลาเท่ากันเป็นอย่างไร

2 · จัดเตรียม

  1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ Ramp & Load ในแซนด์บ็อกซ์กลศาสตร์
  2. เลือกพื้นเอียงแล้วใช้แผงคุณสมบัติตั้งมุมเอียงของรอบนี้
  3. ปล่อยภาระจากหยุดนิ่งที่ด้านบนแล้วอ่านอัตราเร็วจากโพรบหลังเวลาที่ระบุ

3 · เก็บข้อมูล

มุมพื้นเอียง (deg)มวลภาระ (kg)เวลาที่ผ่านไป (s)ความเร็ว (m/s)พลังงานจลน์ (J)
10.003.001.00
20.003.001.00
30.003.001.00

พล็อตอัตราเร็ว (แกน y) กับมุมพื้นเอียง (แกน x) ของรอบ 1 s คงที่ เป็นเส้นตรงหรือไม่

4 · วิเคราะห์

  1. ใช้ v = g sin θ · t คำนวณความเร็วที่คาดหวังของแต่ละแถว แล้วเปรียบเทียบกับค่าที่อ่านจากโพรบ
  2. มวลของภาระคงที่ 3 kg ตลอดสามรอบขณะมุมเปลี่ยน นั่นบอกอะไรเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับความเร่งบนพื้นเอียงไร้แรงเสียดทาน

5 · ต่อยอด

  1. ภาระมวลต่างกันสองก้อนปล่อยจากมุมเดียวกันพร้อมกัน ก้อนใดถึงก้นก่อน ใช้ข้อมูลของคุณสนับสนุนคำตอบ
  2. ทางลาดจริงมีแรงเสียดทาน ถ้าทางลาดนี้ไม่ไร้แรงเสียดทาน ความเร็วที่วัดได้จะสูงหรือต่ำกว่าค่าทำนาย v = g sin θ · t และเพราะเหตุใด

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

พลังงานจลน์

พลังงานจลน์ของภาระเพิ่มตามกำลังสองอัตราเร็วขณะเร่งลงพื้นเอียง — เพิ่มอัตราเร็วสองเท่า KE เพิ่มสี่เท่า

พลังงานศักย์โน้มถ่วง

บนพื้นเอียงไร้แรงเสียดทาน พลังงานศักย์โน้มถ่วงที่ภาระเสียขณะเลื่อนลงเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ที่ได้ทั้งหมด — ไม่มีส่วนสูญเป็นความร้อน

← กลับไปการทดลอง