Karşıt Kuvvetler: Newton'un İkinci Yasası ve Momentum
1 · Tahmin Et
Sağa doğru hareket eden bir blok sabit bir kuvvet tarafından ters yönde çekiliyor. Zaman geçtikçe hareketine ne olur?
- Yavaşlar ve kalıcı olarak durur
- Yavaşlar, durur, sonra ters yönde hareket ederek hızlanır
- Kısa bir süre yavaşlar, ardından sabit azaltılmış hızda devam eder
2 · Kurulum
- Karşıt güçler simülasyonunu açın ve Sıfırla'ya basın.
- Bloktaki hız probunu etkinleştirin.
- Her deneme için bloğun başlangıç hızını ayarlayın, Oynat'a basın, zaman çizelgesini kullanarak t = 4 saniyede duraklatın ve hızlı okumayı kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Kütle m (kg) | Başlangıç hızı v₀ (m/s) | Karşıt kuvvet F (N) | Başlangıç momentumu p = mv (kg·m/s) | T = 4 s'de hız (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 8.00 | 2.00 |
t = 4 s'deki (y ekseni) hızı başlangıç hızı v₀'ye (x ekseni) göre çizin.
4 · Analiz et
- Bir deneme için başlangıç momentumunu p = mv hesaplayarak çalışmanızı gösterin.
- a = F/m kullanarak, her deneme için bloğun t = 4 s'deki hızını tahmin edin ve bunu tablonuzla karşılaştırın. Blok hala orijinal yönünde mi hareket ediyor, bir an duruyor mu, yoksa geriye doğru mu hareket ediyor?
5 · Uzat
- Karşıt kuvvet aynı kalırken bloğun kütlesi iki katına çıkarsa, durması daha uzun mu sürer yoksa daha kısa mı olur? F = ma kullanarak açıklayın.
- Gerçek bir yüzey üzerinde kayan gerçek bloklar da sürtünmeyi hisseder. Sürtünme, bloğun bu idealleştirilmiş simülasyonun öngördüğünden daha er ya da geç durmasına neden olur mu?
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
ivme
Bloğun kütlesi ve başlangıç hızı, karşı kuvvetin harekete geçmesinden önce bloğun momentumunu belirler.
Newton'un İkinci Yasası
Kütleye bölünen sabit karşıt kuvvet, bloğun sabit yavaşlamasını verir; bu da onu yavaşlatır, durdurur ve sonunda tersine çevirir.