Eksperymenty z drugą zasadą ruchu

Druga zasada ruchu Sir Isaaca Newtona mówi, że siła wywierana przez poruszający się obiekt jest równa jego masa razy przyspieszenie w kierunku, z którego jest pchana, wyrażona wzorem F=ma. Ponieważ siła jest proporcjonalna do masy i przyspieszenia, podwojenie masy lub przyspieszenia przy pozostawieniu drugiej stałej podwoi siłę uderzenia; siła uderzenia wzrasta, gdy obiekt o stałym ciężarze podlega większemu przyspieszeniu. Możesz zbadać kilka różnych eksperymentów, które demonstrują tę zasadę.

Zbierz kamień i zwiniętą kartkę papieru. Ponieważ przyspieszenie grawitacyjne jest stałe, wszystkie obiekty spadają z taką samą prędkością, niezależnie od ich masy. Przetestuj to prawo, upuszczając oba przedmioty jednocześnie i obserwując, jak spadają z tą samą prędkością. Teraz umieść miskę wypełnioną cukrem pudrem lub mąką pod kamieniem i wrzuć ją z ustalonej wysokości do proszku. Miskę odstawić na bok, uważając, aby nie poruszyć znajdującego się w niej proszku. Wrzuć kulkę papieru z tej samej wysokości do miski z taką samą ilością tego samego proszku. Porównaj kratery w proszku powstałe przy każdym uderzeniu. Ponieważ przyspieszenie było stałe, różnica wielkości między kraterem utworzonym przez skałę a kraterem wykonane przez pracę ilustruje, że wzrost masy bezpośrednio zwiększa siłę uderzenia w mąka.

instagram story viewer

Wkręć oczko w softball, a drugie w nadproże ościeżnicy. Zawieś softball z futryny za sznurek przewiązany przez oczka tak, aby wisiał kilka centymetrów nad podłogą. Zaznacz miejsce bezpośrednio pod pozycją spoczynkową softballa. Przesuń zwisającą softball i umieść kolejną softball w zaznaczonym miejscu. Odciągnij zwisającą piłkę do softballu tak, aby znajdowała się trzy stopy nad ziemią i zwolnij ją, aby zakołysała się i uderzyła w softball na podłodze. Zmierz odległość, jaką pokonuje softball na podłodze. Powtórz eksperyment, zastępując piłkę do softballu na podłodze plastikową piłką Wiffle'a i zmierz, jak daleko się toczy po uderzeniu. Ten eksperyment pokazuje, że gdy siła jest utrzymywana na stałym poziomie, przyspieszenie jest większe w obiektach o mniejszej masie.

Zbuduj prostą rampę o wysokości 18 cali i długości około 24 cali, używając kawałka cienkiej sklejki i cegieł. Umieść samochodzik zabawkę na szczycie rampy. Puść go i zmierz, jak daleko się toczy. Przymocuj do samochodu dwie metalowe podkładki, zwolnij je z rampy i zmierz, jak daleko się toczy. Powtórz eksperyment z pięcioma podkładkami przyklejonymi do dachu samochodu. Eksperyment ten pokazuje, że wraz ze wzrostem masy przy stałym przyspieszeniu grawitacyjnym wzrasta siła popychająca samochód po podłodze, co powoduje, że cięższe samochody podróżują dalej.

Zdobądź dziecięcy wózek, trochę lekkiego bawełnianego sznurka lub nici i dwóch lub trzech małych ochotników. Zawiąż sznurek wokół rączki wagonu i pozostaw 2 lub 3 stopy sznurka zwisającego z rączki, aby go ciągnąć. Zacznij od pustego wozu. Na płaskim, równym podłożu, takim jak chodnik, i ze startu stojącego pociągnij za sznurek, aż osiągniesz wygodną prędkość chodzenia. Zwróć uwagę na wysiłek potrzebny do ciągnięcia wozu. Następnie posadź jednego z ochotników w wozie i jeszcze raz pociągnij za sznurek, aż osiągniesz prędkość chodzenia. Zwróć uwagę na wysiłek potrzebny do ciągnięcia wozu. Struna może potrzebować tylko niewielkiej siły, zanim się zerwie; im więcej jeźdźców w twoim wagonie, tym więcej siły potrzebujesz, aby go ciągnąć, aż przekroczysz punkt zerwania sznurka. W tym eksperymencie Twoje przyspieszenie jest za każdym razem mniej więcej takie samo, chociaż musisz ciągnąć z większą siłą ze względu na dodatkową masę każdego nowego pasażera. Ilu pasażerów możesz pociągnąć, zanim sznurek się zerwie?

Teachs.ru
  • Dzielić
instagram viewer