Galilei-lejtő
Megismerve az egyenes vonalú, egyenletes mozgás törvényeit, felmerülhet benned, hogy a lejtőn lecsúszó test is így mozog-e lefelé. Ha igen, akkor egyenlő időközök alatt egyenlő úthosszakat fut be, bárhogy is válasszuk az időközöket.
Mit látunk az interaktív alkalmazáson?
A beállítások a panelen adhatók meg. A panel jobb oldalán táblázatban láthatjuk a mérési pontok távolságát a golyó kiindulási helyétől („s” sor) és a golyó elhaladásának idejét az egyes mérési pontokon („t” sor).
A rajzlapon található a húsz méter hosszú, kék színű lejtő, rajta a golyót jelképező kék körrel. A lejtő oldalán található három piros pont a három mérési pont. A pontoknál megjelenik a golyó kiindulási helyzetétől mért távolságuk (s) és a golyó elhaladása után az elhaladás ideje is (t).
Galilei pontosan így vizsgálta a lejtőn mozgó testet, és megvizsgálta, hogy egyenlő időközök alatt mekkora átlagsebességgel haladt. Vajon mire jutott?
1. feladat
Vizsgáljuk meg, hogy a lejtőn lecsúszó test egyenes vonalú egyenletes mozgást végez-e! Ehhez állítsuk a lejtőnk távolságbeosztásait egyenletesre az „Egyenletes” gomb megnyomásával! A kezdeti hajlásszög legyen 10 fokos!
1.1. feladat
Indítsd az animációt! Azonos távolságok megtételéhez azonos időkre van szükség?
1.2. feladat
Számítsd ki, hogy mekkora volt az átlagsebesség az egyes szakaszokon!
1.3. feladat
Állítsd át a hajlásszöget 20 fokosra! Figyeld meg, hogyan változnak a szükséges időtartamok és az átlagsebességek!
2. feladat
Állítsd át a beosztásokat négyzetesre! Az egymás után megtett utak úgy aránylanak egymáshoz, mint az egymást követő páratlan számok egytől kezdve. Vizsgáld a lejtőt 10 fokos hajlásszögnél!
2.1. feladat
Indítsd az animációt! A kijelölt távolságok megtételéhez mekkora időkre van szükség?
2.2. feladat
Határozd meg az időtartamokra vonatkozó átlagsebességeket! Hogyan változik az átlagsebesség?
Egy lejtőn leguruló golyó mozgását tanulmányozhatod az alábbi kísérlet elemzésével:
Elmélet
A testre ható gravitációs erő mellett a nyomóerő és a súrlódási erő is megjelenik. Ha a test megáll, fellép a tapadási erő is.
Látható a gravitációs erő lejtőirányú és az arra merőleges komponense is.
A test gyorsulása súrlódásos lejtőn lefelé mozgásnál: