Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Spadek swobodny a zmiany energii

Praca z symulacją jest wygodniejsza po przełączeniu na widok pełnoekranowy.

Rsy1GsiMGP3c3
Opis mechanizmu symulacji.

Po środku symulacji widać tor ograniczony dwoma pionowymi liniami po bokach. Wewnątrz tego toru spada swobodnie czerwona kulka z półki znajdującej się na górze ekranu na półkę znajdującą się na dole. Po prawej stronie toru znajduje się prostokątny układ współrzędnych, w którym podczas spadania kulki rysują się na bieżąco wykresy zależności energii od czasu. Wykres energii kinetycznej, przedstawiony w kolorze zielonym, rośnie od zera, wykres energii potencjalnej, przedstawiony w kolorze niebieskim, spada od wartości maksymalnej do zera, a wykres energii całkowitej, przedstawiony w kolorze czerwonym, stanowi funkcję stałą niezależną od czasu. Po lewej stronie toru umieszczono dwa suwaki, którymi można ustawiać wysokość, z której spada kulka oraz masę kulki. Pod suwakami znajdują się wskaźniki przedstawiające aktualną wartość energii potencjalnej, kinetycznej i całkowitej kulki oraz jej aktualną wysokość i prędkość. Pod wskaźnikami umieszczono trzy przyciski sterujące: „START” uruchamiający symulację, „STOP” zatrzymujący symulację i „RESET” rozpoczynający symulację od nowa.
Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
Polecenie 1

Uruchamiając symulację możesz zaobserwować, że zarówno zależność energii kinetycznej, jak i energii potencjalnej od czasu ma na wykresie kształt paraboli. Wykorzystując podstawowe wzory opisujące grawitacyjną energię potencjalną: Ep=mgh (gdzie h jest wysokością ciała nad Ziemią) oraz energię kinetyczną: Ek=mv22, wykaż, że wielkości te istotnie zależą od kwadratu czasu.

Wykorzystując podstawowe wzory opisujące grawitacyjną energię potencjalną: Ep=mgh (gdzie h jest wysokością ciała nad Ziemią) oraz energię kinetyczną: Ek=mv22, wykaż, że wielkości te istotnie zależą od kwadratu czasu.

Polecenie 2

Załóżmy, że po upadku na ziemię z wysokości HIndeks dolny 1 = 3 m, kula odbija się, lecz traci przy tym połowę swojej energii. Na jaką wysokość HIndeks dolny 2 kula wzniesie się ponownie? Jak możesz zweryfikować swoje rozwiązanie, wykorzystując symulację?

Załóżmy, że po upadku na ziemię z wysokości. HIndeks dolny 1 = 3 m, kula odbija się, lecz traci przy tym połowę swojej energii. Na jaką wysokość HIndeks dolny 2 kula wzniesie się ponownie?