Втори закон за експериментите с движение

Вторият закон за движение на сър Исак Нютон гласи, че силата, упражнявана от движещ се обект, е равна на неговата маса, умножена по неговото ускорение в посоката, от която е изтласкана, посочена като формула F = ma. Тъй като силата е пропорционална на масата и ускорението, удвояването на масата или ускорението при оставяне на другата константа ще удвои силата на удара; силата на удара се увеличава, когато обект с постоянно тегло е подложен на по-голямо ускорение. Можете да изследвате няколко различни експеримента, които демонстрират този принцип.

Съберете камък и ватен лист хартия. Тъй като ускорението на гравитацията е постоянно, всички обекти падат с еднаква скорост, независимо от тяхната маса. Изпробвайте този закон, като пуснете и двата предмета едновременно и наблюдавате как падат с еднаква скорост. Сега поставете купа, пълна с пудра захар или брашно, под скалата и я пуснете от фиксирана височина в праха. Поставете купата отстрани, като внимавате да не нарушите праха в нея. Пуснете топката хартия от една и съща височина в купа със същото количество същия прах. Сравнете кратерите в праха, създадени при всеки удар. Тъй като ускорението беше постоянно, разликата в размера между кратера, направен от скалата, и този направено от хартията илюстрира, че увеличаването на масата директно увеличава силата на удара в брашно.

Завийте отвор в софтбол и друг в преградата на рамката на вратата. Закачете софтбола от рамката на вратата с връв, завързана през отворите, така че да виси на няколко сантиметра над пода. Маркирайте мястото точно под позицията за почивка на софтбола. Преместете висящия софтбол и поставете друг софтбол на маркираното място. Издърпайте висящия софтбол назад, така че да е на три метра от земята, и го освободете, така че да се люлее и да удря софтбола на пода. Измерете разстоянието, което софтболът изминава на пода. Повторете експеримента, замествайки пластмасова топка Wiffle за софтбола на пода и измервайте доколко се търкаля след удара. Този експеримент илюстрира, че когато силата се поддържа постоянна, ускорението е по-голямо при обекти с по-малка маса.

Изградете обикновена рампа с височина 18 инча и дължина около 24 инча, като използвате парче тънък шперплат и тухли. Поставете играчка в горната част на рампата. Пуснете го и измерете докъде се търкаля. Залепете с метална лента две метални шайби към колата, освободете я от рампата и измерйте доколко се търкаля. Повторете експеримента с пет шайби, залепени в горната част на автомобила. Този експеримент показва, че докато масата се увеличава с постоянното ускорение на гравитацията, силата, която тласка колата по пода, се увеличава, което кара по-тежките автомобили да пътуват по-далеч.

Вземете детски вагон, малко лека памучна връв или конец и двама или трима малки доброволци. Завържете връвта около дръжката на вагона и оставете 2 или 3 фута низ, висящ от дръжката, за да я изтеглите. Започнете с празен вагон. На равна, равна земя, например тротоар, и от стартиране в изправено положение дръпнете нишката, докато достигнете удобна скорост на ходене. Обърнете внимание на усилията, необходими за изтегляне на вагона. След това накарайте някой от вашите доброволци да седне във вагона и за пореден път да дръпне кордата, докато достигнете скорост на ходене. Обърнете внимание на усилията, необходими за изтегляне на вагона. Струната може да поеме само малко количество сила, преди да се скъса; колкото повече ездачи във вашия вагон, толкова повече сила ви е необходима, за да го издърпате, докато преминете точката на счупване на низа. С този експеримент вашето ускорение е приблизително еднакво всеки път, въпреки че трябва да дърпате с повече сила поради допълнителната маса на всеки нов пътник. Колко пътници можете да изтеглите, преди да се скъса струната?

  • Дял
instagram viewer