Rampadaki Top: Sürtünmesiz Eğimdeki Enerji

1 · Tahmin Et

Sürtünmesiz bir rampada, daha ağır bir top ve daha hafif bir top aynı yükseklikten serbest bırakılıyor. Hangisi dibe daha hızlı ulaşır?

2 · Kurulum

  1. Eğim ön ayarını açın. Rampanın eğim açısına, topun kütlesine ve rampanın tabanı üzerindeki başlangıç ​​yüksekliğine dikkat edin.
  2. Bu denemede topun kütlesini ve rampanın açısını ayarlamak için Özellikler panelini kullanın ve topun rampanın tabanı üzerindeki dikey başlangıç yüksekliğini not edin.
  3. Simülasyonu çalıştırın ve topun hız okumasını (prob) rampanın altına ulaştığı anda kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Kütle (kg)Rampa Açısı (°)Düşülen Yükseklik (m)Yerçekimi PE (J)Alttaki Hız (m/s)
1.0015.000.30
1.5025.000.50
2.0035.000.70

Üç denemeniz için dibtaki hızı (y ekseni) başlangıç yüksekliğine (x ekseni) karşı çizin. İlişki düz bir çizgi mi?

4 · Analiz et

  1. Her sıra için, ölçülen alt hızınızı kullanarak 1/2 m v^2'yi hesaplayın. Bunu Yerçekimi PE sütunuyla karşılaştırın. Ne fark ettin?
  2. ...neden ya da neden olmadığını açıklamak için enerji korunumunu kullanın.

5 · Uzat

  1. 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.
  2. 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?

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

Yerçekimi Potansiyel Enerjisi

Topun rampanın tabanı üzerindeki yüksekliği, serbest bırakılmadan önce yerçekimsel PE'yi depolar; bu, aşağı yuvarlanırken harekete dönüşen enerji bütçesidir.

Kinetik Enerji

Sürtünmesiz bir rampada, top dibe ulaştığında başlangıçtaki PE'nin tamamı KE'ye dönüşmüştür ve bu, topun son hızını sabitler.

← Deneye geri dön

Mekanik

138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı