Лабораторія сил: другий закон Ньютона

1 · Прогноз

Ви штовхаєте ящик поперек підлоги без тертя сталою силою. Якщо штовхати ту саму силу на важчий ящик, він розганятиметься швидше, повільніше чи з тією самою швидкістю, ніж легший?

2 · Установка

  1. Відкрийте пресет «Лабораторія сил». Один ящик стоїть на підлозі без тертя, і одна стала сила штовхає його вперед.
  2. Переконайтеся, що датчик швидкості прикріплений до ящика, і перевірте масу ящика та величину прикладеної сили на панелі властивостей.
  3. Для кожного рядка нижче задайте масу ящика та величину сили на панелі властивостей, запустіть моделювання рівно на 1 секунду (60 кадрів) і зчитайте швидкість із датчика.

3 · Збір даних

Маса (kg)Прикладена сила (N)Швидкість при t = 1 с (m/s)Імпульс при t = 1 с (kg·m/s)
2.008.00
1.006.00
4.008.00

Побудуйте графік прикладеної сили (вісь x) проти виміряної через 1 секунду швидкості (вісь y), по одній лінії на кожну масу. Що означає нахил кожної лінії?

4 · Аналіз

  1. Для кожного рядка розділіть прикладену силу на масу. Як це значення порівнюється з виміряною через 1 секунду швидкістю? Яку величину ви щойно обчислили?
  2. Порівняйте рядки 1 і 3 (однакова сила, різна маса). Наскільки подвоєння маси змінило швидкість після того самого односекундного поштовху?

5 · Поглиблення

  1. Ця підлога без тертя. Передбачте, як змінилися б покази швидкості, якби на ящик ще діяла невелика стала сила тертя. Чи передбачав би поділ прикладеної сили на масу самостійно результуюче прискорення?
  2. Кошик супермаркету та навантажена вантажівка можуть обидва рухатися від двигуна, що розвиває ту саму силу. Використайте свої дані, щоб пояснити, чому вони не розганяються однаково.

Фізика цього експерименту

Другий закон Ньютона

Рівнодійна сила на тіло дорівнює його масі, помноженій на прискорення. Тут одна стала сила розганяє ящик з місця, тож швидкість, виміряна за фіксований час, виявляє прискорення, яке створила ця сила.

Імпульс

Імпульс — це маса на швидкість. Кожен замір починається з місця, тож імпульс на mark-секунді показує, скільки руху той самий поштовх нагромаджує в ящиках різної маси.

← Назад до експерименту