Δεύτερος νόμος των πειραμάτων κίνησης

Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Sir Isaac Newton αναφέρει ότι η δύναμη που ασκείται από ένα κινούμενο αντικείμενο είναι ίση με η μάζα του πολλαπλασιάζεται με την επιτάχυνση προς την κατεύθυνση από την οποία ωθείται, δηλώνεται ως τύπος F = ma Επειδή η δύναμη είναι ανάλογη της μάζας και της επιτάχυνσης, ο διπλασιασμός είτε της μάζας είτε της επιτάχυνσης ενώ αφήνοντας την άλλη σταθερά θα διπλασιάσει τη δύναμη της κρούσης. η δύναμη κρούσης αυξάνεται όταν ένα αντικείμενο σταθερού βάρους υπόκειται σε μεγαλύτερη επιτάχυνση. Μπορείτε να εξερευνήσετε πολλά διαφορετικά πειράματα που αποδεικνύουν αυτήν την αρχή.

Συλλέξτε ένα βράχο και ένα κομμάτι χαρτί. Επειδή η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι σταθερή, όλα τα αντικείμενα πέφτουν με τον ίδιο ρυθμό ανεξάρτητα από τη μάζα τους. Δοκιμάστε αυτόν τον νόμο ρίχνοντας ταυτόχρονα και τα δύο αντικείμενα και παρακολουθώντας τα να πέφτουν με την ίδια ταχύτητα. Τώρα τοποθετήστε ένα μπολ γεμάτο ζάχαρη άχνη ή αλεύρι κάτω από το βράχο και ρίξτε το από σταθερό ύψος στη σκόνη. Τοποθετήστε το μπολ στο πλάι, προσέχοντας να μην ενοχλήσετε τη σκόνη σε αυτό. Ρίξτε την μπάλα του χαρτιού από το ίδιο ύψος σε ένα μπολ με την ίδια ποσότητα της ίδιας σκόνης. Συγκρίνετε τους κρατήρες στη σκόνη που δημιουργούνται από κάθε κρούση. Επειδή η επιτάχυνση ήταν σταθερή, η διαφορά στο μέγεθος μεταξύ του κρατήρα που κατασκευάστηκε από το βράχο και του Το έγγραφο δείχνει ότι μια αύξηση της μάζας αυξάνει άμεσα τη δύναμη της πρόσκρουσης στο αλεύρι.

Βιδώστε μια οπή σε ένα softball και μια άλλη στο υπέρθυρο ενός πλαισίου πόρτας. Κρεμάστε το σόφτμπολ από το πλαίσιο της πόρτας με ένα κομμάτι κορδόνι δεμένο στις οπές έτσι ώστε να κρέμεται μερικά εκατοστά πάνω από το πάτωμα. Σημειώστε το σημείο ακριβώς κάτω από τη θέση ανάπαυσης του softball. Μετακινήστε το κρεμαστό softball και τοποθετήστε ένα άλλο softball στο επισημασμένο σημείο. Τραβήξτε το κρεμαστό σόφτμπολ πίσω έτσι ώστε να απέχει τρία πόδια από το έδαφος και αφήστε το έτσι ώστε να ταλαντεύεται και να χτυπά το σόφτμπολ στο πάτωμα. Μετρήστε την απόσταση που διανύει το softball στο πάτωμα. Επαναλάβετε το πείραμα, αντικαθιστώντας μια πλαστική μπάλα Wiffle για το softball στο πάτωμα και μετρήστε πόσο μακριά κυλάει μετά την πρόσκρουση. Αυτό το πείραμα δείχνει ότι όταν η δύναμη διατηρείται σταθερή, η επιτάχυνση είναι μεγαλύτερη σε αντικείμενα με λιγότερη μάζα.

Κατασκευάστε μια απλή ράμπα ύψους 18 ίντσες και μήκους περίπου 24 ίντσες χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι λεπτού κόντρα πλακέ και τούβλα. Τοποθετήστε ένα αυτοκίνητο παιχνιδιών στην κορυφή της ράμπας. Αφήστε το και μετρήστε πόσο μακριά κυλά. Κολλήστε δύο μεταλλικές ροδέλες στο αυτοκίνητο, αφήστε το από τη ράμπα και μετρήστε πόσο μακριά κυλά. Επαναλάβετε το πείραμα με πέντε ροδέλες κολλημένες στο πάνω μέρος του αυτοκινήτου. Αυτό το πείραμα δείχνει ότι καθώς η μάζα αυξάνεται με τη συνεχή επιτάχυνση της βαρύτητας, η δύναμη που ωθεί το αυτοκίνητο κατά μήκος του δαπέδου αυξάνεται, κάνοντας τα βαρύτερα αυτοκίνητα να ταξιδεύουν πιο μακριά.

Αποκτήστε ένα βαγόνι παιδιού, λίγο κορδόνι ή νήμα από ελαφρύ βαμβάκι και δύο ή τρεις μικρούς εθελοντές. Δέστε το κορδόνι γύρω από τη λαβή του βαγονιού και αφήστε το κορδόνι 2 ή 3 πόδια να κρέμεται από τη λαβή για να το τραβήξετε. Ξεκινήστε με ένα άδειο βαγόνι. Σε επίπεδο, επίπεδο έδαφος, όπως ένα πεζοδρόμιο και από μια όρθια αρχή, τραβήξτε το κορδόνι μέχρι να φτάσετε σε μια άνετη ταχύτητα περπατήματος. Σημειώστε την προσπάθεια που χρειάζεται για να τραβήξετε το βαγόνι. Στη συνέχεια, ένας από τους εθελοντές σας να καθίσει στο βαγόνι και να τραβήξει για άλλη μια φορά το νήμα μέχρι να φτάσετε στην ταχύτητα περπατήματος. Σημειώστε την προσπάθεια που απαιτείται για να τραβήξετε το βαγόνι. Η συμβολοσειρά μπορεί να πάρει μόνο μια μικρή δύναμη πριν σπάσει. Όσο περισσότεροι αναβάτες στο βαγόνι σας, τόσο περισσότερη δύναμη χρειάζεστε για να το τραβήξετε, έως ότου περάσετε το σημείο θραύσης της χορδής. Με αυτό το πείραμα, η επιτάχυνσή σας είναι περίπου η ίδια κάθε φορά, αν και πρέπει να τραβήξετε με περισσότερη δύναμη λόγω της πρόσθετης μάζας κάθε νέου επιβάτη. Πόσους επιβάτες μπορείτε να τραβήξετε πριν σπάσει η χορδή;

  • Μερίδιο
instagram viewer