กฎข้อที่สองของการทดลองการเคลื่อนที่

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของเซอร์ ไอแซก นิวตัน กล่าวว่าแรงที่กระทำโดยวัตถุเคลื่อนที่มีค่าเท่ากับ มวลคูณความเร่งในทิศทางที่มันถูกผลัก โดยระบุเป็นสูตร F=ma เนื่องจากแรงเป็นสัดส่วนกับมวลและความเร่ง การเพิ่มมวลหรือความเร่งเป็นสองเท่าโดยปล่อยให้ค่าคงที่อื่นเป็นสองเท่าของแรงกระแทก แรงกระแทกจะเพิ่มขึ้นเมื่อวัตถุที่มีน้ำหนักคงที่อยู่ภายใต้ความเร่งที่มากขึ้น คุณสามารถสำรวจการทดลองต่างๆ ที่แสดงให้เห็นหลักการนี้

รวบรวมก้อนหินและกระดาษแผ่นหนึ่ง เนื่องจากความเร่งของแรงโน้มถ่วงคงที่ วัตถุทั้งหมดจึงตกในอัตราเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงมวลของวัตถุ ทดสอบกฎข้อนี้โดยวางทั้งสองรายการพร้อมกันและดูการตกที่ความเร็วเท่ากัน ตอนนี้วางชามที่ใส่น้ำตาลผงหรือแป้งไว้ใต้ก้อนหิน แล้วหย่อนลงในแป้งจากความสูงคงที่ ตั้งชามไว้ด้านข้าง ระวังอย่าให้แป้งไปรบกวน วางลูกบอลกระดาษจากความสูงเท่ากันลงในชามที่มีผงแป้งเท่ากัน เปรียบเทียบหลุมอุกกาบาตในแป้งที่สร้างจากการกระแทกแต่ละครั้ง เนื่องจากความเร่งคงที่ ความต่างของขนาดระหว่างปากปล่องที่เกิดจากหินกับหลุมหนึ่ง ที่ทำโดยกระดาษแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของมวลโดยตรงเพิ่มแรงของการกระแทกเข้าสู่ แป้ง.

instagram story viewer

ขันตาไก่ให้เป็นซอฟต์บอลและอีกอันเข้าไปในทับหลังของกรอบประตู แขวนซอฟต์บอลจากกรอบประตูด้วยเชือกที่ผูกผ่านรูร้อยเชือกให้ห้อยไว้เหนือพื้นไม่กี่เซนติเมตร ทำเครื่องหมายตรงจุดใต้ตำแหน่งพักของซอฟต์บอล ย้ายซอฟต์บอลที่แขวนอยู่และวางซอฟต์บอลอีกอันบนจุดที่ทำเครื่องหมายไว้ ดึงซอฟต์บอลที่ห้อยอยู่กลับมาโดยให้ห่างจากพื้น 3 ฟุตแล้วปล่อยเพื่อให้เหวี่ยงและกระแทกซอฟต์บอลบนพื้น วัดระยะทางที่ซอฟต์บอลบนพื้นเคลื่อนที่ ทำการทดลองซ้ำ โดยแทนที่ลูก Wiffle พลาสติกสำหรับซอฟต์บอลบนพื้น และวัดว่าลูกหมุนได้ไกลแค่ไหนหลังจากการกระแทก การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อแรงคงที่ ความเร่งจะมากกว่าในวัตถุที่มีมวลน้อยกว่า

สร้างทางลาดอย่างง่ายสูง 18 นิ้วและยาวประมาณ 24 นิ้วโดยใช้แผ่นไม้อัดบางและอิฐ วางรถของเล่นไว้บนทางลาด ปล่อยและวัดว่าม้วนได้ไกลแค่ไหน ติดเทปกาวโลหะสองอันเข้ากับรถ ปล่อยออกจากทางลาดแล้ววัดว่าหมุนได้ไกลแค่ไหน ทำการทดลองซ้ำโดยติดเทปล้างห้าอันที่ด้านบนของรถ การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อมวลเพิ่มขึ้นด้วยความเร่งคงที่ของแรงโน้มถ่วง แรงที่ผลักรถไปตามพื้นจะเพิ่มขึ้น ทำให้รถที่หนักกว่าเดินทางได้ไกลขึ้น

จัดหารถม้าสำหรับเด็ก เชือกหรือด้ายบางๆ และอาสาสมัครเล็กๆ สองสามคน ผูกเชือกรอบที่จับเกวียนและปล่อยให้เชือกยาว 2 หรือ 3 ฟุตห้อยจากที่จับเพื่อดึง เริ่มต้นด้วยเกวียนเปล่า บนพื้นที่ราบและราบเรียบ เช่น ทางเท้า และตั้งแต่เริ่มยืน ให้ดึงเชือกจนกว่าคุณจะถึงความเร็วที่เดินได้สบาย สังเกตความพยายามที่จะดึงเกวียน ต่อไป ให้อาสาสมัครคนหนึ่งนั่งในเกวียนแล้วดึงเชือกอีกครั้งจนกว่าจะถึงความเร็วที่เดินได้ สังเกตความพยายามที่จำเป็นในการดึงเกวียน เชือกจะใช้แรงเพียงเล็กน้อยก่อนที่เชือกจะขาด ยิ่งมีผู้ขับขี่ในเกวียนของคุณมากเท่าใด คุณก็ยิ่งต้องดึงแรงมากขึ้นเท่านั้น จนกว่าคุณจะผ่านจุดแตกหักของเชือก ในการทดลองนี้ อัตราเร่งของคุณจะเท่ากันในแต่ละครั้ง แม้ว่าคุณจะต้องดึงแรงมากขึ้นเนื่องจากมวลที่เพิ่มขึ้นของผู้โดยสารใหม่แต่ละคน คุณสามารถดึงผู้โดยสารได้กี่คนก่อนที่เชือกจะขาด?

Teachs.ru
  • แบ่งปัน
instagram viewer