Ay Damlası: Kütle Serbest Düşüş Hızını Değiştirir mi?
1 · Tahmin Et
Ay'da, 1 kg'lık bir top ve 6 kg'lık bir top, hava direnci olmayan bir boşlukta, aynı yükseklikten birlikte serbest bırakılıyor. Düşerken hangisi daha hızlı hızlanır?
- Daha ağır (6 kg) top daha hızlı hızlanır
- Her iki top da tam olarak aynı oranda hızlanır
- Daha hafif (1 kg) top daha hızlı hızlanır
2 · Kurulum
- Ay Bırakma ön ayarını açın. İki topa dikkat edin: Ay'ın yerçekimi (g = 1.6 m/s²) altında birlikte serbest bırakılan hafif (1 kg) ve ağır (6 kg) toplar.
- Her topu sırayla seçin ve özellikler panelindeki kütlesini, her koşudan önce aşağıdaki veri tablosunun Kütle sütunuyla eşleşecek şekilde ayarlayın.
- Her iki topu da bırakın, Zaman sütununda listelenen geçen sürede simülasyonu duraklatın ve sondadan topun aşağı doğru hızını (vy) okuyun.
3 · Veri Toplayın
| Kütle (m) (kg) | Geçen Süre (t) (s) | Hız (vy) (m/s) | Momentum (p) (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 2.00 |
1. ve 2. satırları kullanarak vy'yi (y ekseni) kütleye (x ekseni) karşı çizin. Daha sonra 2. ve 3. satırları kullanarak vy'yi zamana göre çizin. Her bir grafik hangi şekle sahiptir ve size Ay'daki serbest düşüş hakkında ne anlatır?
4 · Analiz et
- Kaydedilen vy ve kütle değerlerinizi kullanarak her satır için momentum p = mv'yi hesaplayın. Çalışmanızı gösterin.
- 1. ve 2. sıraları (aynı zaman, farklı kütle) ve 2. ve 3. sıraları (aynı kütle, farklı zaman) karşılaştırın. Her bir karşılaştırma, hızın kütleye ve zamana nasıl bağlı olduğu konusunda size ne söylüyor?
5 · Uzat
- F = ma ve ağırlık = mg kullanarak, daha ağır bir topun, yerçekiminin onu daha fazla kuvvetle çekmesine rağmen neden Ay'a daha hızlı düşmediğini açıklayın.
- Eğer aynı deney Dünya'da bir tüy ve bowling topunun havaya düşürülmesiyle yapılsaydı, veri tablonuz aynı mı görünürdü? Neden ya da neden olmasın?
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
ivme
Momentum p = mv, bir nesnenin kütlesini ve hızını tek bir miktarda birleştirir; hafif ve ağır toplar belirli bir zamanda aynı düşme hızını paylaşsa da, daha ağır olan top çok daha fazla momentum taşır.
Kinetik Enerji
KE = ½mv² hızın karesiyle ve doğrudan kütleyle birlikte büyür; yani yere aynı hızla çarpan iki top, kütleleri farklı olsa bile yine de çok farklı miktarda kinetik enerji taşır.