Mekanik
Eğik düzlemde top
Top eğik düzlemden aşağı yuvarlanırken hızlanmasını izleyin.
Eğik düzlemde top — etkileşimli Mekanik simülasyonu. Top eğik düzlemden aşağı yuvarlanırken hızlanmasını izleyin. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Eğik düzlemde yerçekimi
Sürtünmesiz bir eğik düzlemde yerçekimi topu eğim boyunca çeker. Yalnızca eğik düzleme paralel bileşen topu hızlandırır.
Yerçekimi düz aşağı yönde etki eder. Eğik bir yüzeyde bunu bileşenlere ayırırsınız: eğik düzleme paralel olan (ivmeye neden olan) ve dik olan (normal kuvvetle dengelenen). Yerçekimi her zaman aşağı yönlü olsa da, bu yüzden bir top yokuş aşağı yuvarlanır.
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (sürtünmesiz)
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Sürtünmesiz bir rampada, daha ağır bir top ve daha hafif bir top aynı yükseklikten serbest bırakılıyor. Hangisi dibe daha hızlı ulaşır?
Tartılacak tahminler
- Daha ağır olan top dibe daha hızlı ulaşır.
- Her iki top da aynı hızla dibe ulaşıyor.
- Daha hafif olan top dibe daha hızlı ulaşır.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Kütle (kg)
- Rampa Açısı (°)
- Düşülen Yükseklik (m)
Ölçtüğünüz şey:
- Yerçekimi PE (J)
- Alttaki Hız (m/s)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Eğim ön ayarını açın. Rampanın eğim açısına, topun kütlesine ve rampanın tabanı üzerindeki başlangıç yüksekliğine dikkat edin.
- Bu denemede topun kütlesini ve rampanın açısını ayarlamak için Denetçiyi kullanın ve topun rampanın tabanı üzerindeki dikey başlangıç yüksekliğini not edin.
- Simülasyonu çalıştırın ve topun hız okumasını (prob) rampanın altına ulaştığı anda kaydedin.
Yönetim denklemi
Yerçekimi Potansiyel Enerjisi — PE = m·g·h
Topun rampanın tabanı üzerindeki yüksekliği, serbest bırakılmadan önce yerçekimsel PE'yi depolar; bu, aşağı yuvarlanırken harekete dönüşen enerji bütçesidir.
Kinetik Enerji — KE = ½·m·v²
Sürtünmesiz bir rampada, top dibe ulaştığında başlangıçtaki PE'nin tamamı KE'ye dönüşmüştür ve bu, topun son hızını sabitler.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Her sıra için, ölçülen alt hızınızı kullanarak 1/2 m v^2'yi hesaplayın. Bunu Yerçekimi PE sütunuyla karşılaştırın. Ne fark ettin?
- Üç denemeniz farklı rampa açıları kullanıyor. Aynı başlangıç yüksekliğinde açıyı değiştirmek tek başına son hızı değiştirir mi? Nedenini veya neden olmadığını açıklamak için enerji tasarrufunu kullanın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Yerçekimi PE sütununuz kütleye bağlıdır, ancak ölçülen son hız değişmez. Sürtünmesiz bir rampada daha ağır bir topun neden daha hafif olandan daha hızlı dibe ulaşmadığını açıklayın.
- Gerçek bir rampada bir miktar sürtünme vardır ve gerçek bir yuvarlanan top, yuvarlanırken enerjisinin bir kısmını dönerken harcamak zorundadır. Gerçek bir topun son hızının sürtünmesiz tahmininizden daha yüksek veya daha düşük olmasını bekler miydiniz? Neden?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Tahmin: kütle önemli mi?
- Değiştir: topun kütlesini iki katına çıkar
- Çalıştır: iki deneme yakala
- Grafiği oku
- Açıkla: şaşırtıcı sonuç
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.