Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Anden lov om bevægelseseksperimenter

Sir Isaac Newtons anden bevægelseslov angiver, at den kraft, der udøves af et bevægeligt objekt, er lig med dens masse gange dens acceleration i den retning, hvorfra den skubbes, angivet som formlen F \u003d ma. Fordi kraft er proportional med masse og acceleration, vil fordobling af enten massen eller accelerationen, mens den anden konstant forlades, fordoble slagkraften; slagkraften øges, når et objekt med konstant vægt udsættes for større acceleration. Du kan udforske flere forskellige eksperimenter, der demonstrerer dette princip.
Kratereksperiment

Saml en klippe og et vattet stykke papir. Da tyngdekraftens acceleration er konstant, falder alle objekter i samme hastighed uanset deres masse. Test denne lov ved at droppe begge genstande samtidig og se dem falde i samme hastighed. Placer nu en skål fyldt med pulveriseret sukker eller mel under klippen, og slip den fra en fast højde ned i pulveret. Sæt skålen på siden, og pas på ikke at forstyrre pulveret i den. Slip papirbolden fra samme højde i en skål med den samme mængde af det samme pulver. Sammenlign kratre i pulveret oprettet ved hver påvirkning. Fordi accelerationen var konstant, illustrerer forskellen i størrelse mellem krateret lavet af klippen og det, der er lavet af papiret, at en stigning i masse direkte øger kraftens påvirkning i melet.
Softball Experiment

Skru et øje ind i en softball og en anden ind i en overligger på en dørramme. Hæng softballen fra dørkarmen ved et stykke snor, der er bundet gennem øjet, så den hænger et par centimeter over gulvet. Markér stedet direkte under softballens hvileposition. Flyt den hængende softball, og placer en anden softball på det markerede sted. Træk den hængende softball tilbage, så den er tre meter fra jorden, og slip den, så den svinger og rammer softballen på gulvet. Mål afstanden softball på gulvet bevæger sig. Gentag eksperimentet, idet softball på gulvet erstattes af en plastisk Wiffle-kugle, og mål, hvor langt den ruller efter stød. Dette eksperiment illustrerer, at når kraft holdes konstant, er accelerationen større i objekter med mindre masse.
Hot Wheels Experiment -

Konstruer en simpel rampe, der er 18 tommer høj og cirka 24 tommer lang, ved hjælp af et stykke tynd krydsfiner og mursten. Placer en legetøjsvogn øverst på rampen. Slip den, og mål, hvor langt den ruller. Kassetter to metalskiver til bilen, frigør den fra rampen og mål, hvor langt den ruller. Gentag eksperimentet med fem skiver, der er tapet på toppen af bilen. Dette eksperiment viser, at når massen øges med tyngdekraftens konstante acceleration, øges kraften, der skubber bilen langs gulvet, hvilket får tyngre biler til at køre længere. tråd og to eller tre små frivillige. Bind strengen rundt om vognhåndtaget og lad 2 eller 3 fods snor hænge af håndtaget for at trække med. Begynd med en tom vogn. På fladt, jævnt underlag, såsom et fortov, og fra en stående start, træk i strengen, indtil du når en behagelig gåhastighed. Bemærk den indsats, det tager for at trække vognen. Lad derefter en af dine frivillige sidde i vognen og igen trække i strengen, indtil du når gåhastighed. Bemærk den nødvendige indsats for at trække i vognen. Strengen kan kun tage en lille mængde kraft, før den går i stykker; jo flere kørere i din vogn, jo mere kraft har du brug for at trække den, indtil du passerer strengens brudspunkt. Med dette eksperiment er din acceleration omtrent den samme hver gang, skønt du er nødt til at trække med mere kraft på grund af den ekstra masse for hver nye passager. Hvor mange passagerer kan du trække inden snoren går i stykker?