Ovisnost kinetičke energije o masi i brzini

U ovom virtualnom pokusu istražit ćete kako kinetička energija automobila-igračke ovisi o masi i brzini.
Masu i brzinu automobila možete mijenjati pomoću odgovarajućih klizača.

Upute

Pokus

Automobil se giba stalnom brzinom i u jednom trenutku naiđe na dio ceste na kojemu se počinje zaustavljati zbog trenja. Pretpostavimo da je u svim primjerima sila trenja jednaka. Za vrijeme zaustavljanja kinetička energija automobila pretvara se u rad pri zaustavljanju. Kada se automobil zaustavi vrijedi: \[E_{\textrm{k}}=W.\]

1. Opišite u koje se oblike pretvorila kinetička energija automobila.


Ovisnost kinetičke energije o masi uz stalnu brzinu.

Hipoteza
Pretpostavite prije izvođenja pokusa kako kinetička energija automobila ovisi o njegovoj masi i brzini kojom se giba.

Pomoću klizača postavite brzinu automobila na \(v=2\,\textrm{dm}/\textrm{s}\).

  1. Pomoću klizača postavite masu automobila na \(m=0,4\,\textrm{kg}\) i pokrenite simulaciju.
    Ravnalom izmjerite put kojega je automobil prešao za vrijeme zaustavljanja. Podatke o masi i putu zapišite na papir.
  2. Postavite masu automobila na \(m=0,8\,\textrm{kg}\) i ponovite postupak.
  3. Postavite masu automobila na \(m=1,2\,\textrm{kg}\) i ponovite postupak.

2. Kako se promijenila kinetička energija automobila pri povećanju mase dva, odnosno tri puta?

3. Opišite ovisnost kinetičke energije o promjeni mase automobila uz stalnu brzinu. Kojim biste matematičkim izrazom mogli tu ovisnost opisati?

Ovisnost kinetičke energije o brzini uz stalnu masu.

Pomoću klizača postavite masu automobila na \(m=0,8\,\textrm{kg}\).

  1. Pomoću klizača postavite brzinu automobila na \(v=1\,\textrm{dm}/\textrm{s}\) i pokrenite simulaciju.
    Ravnalom izmjerite put kojega je automobil prešao za vrijeme zaustavljanja. Podatke o brzini i putu zapišite na papir.
  2. Postavite brzinu automobila na \(v=2\,\textrm{dm}/\textrm{s}\) i ponovite postupak.
  3. Postavite brzinu automobila na \(v=3\,\textrm{dm}/\textrm{s}\) i ponovite postupak.

4. Kako se promijenila kinetička energija automobila pri povećanju brzine dva, odnosno tri puta?

5. Opišite ovisnost kinetičke energije o brzini automobila kojemu se masa ne mijenja. Kojim biste matematičkim izrazom mogli tu ovisnost opisati?

6. Kako kinetička energija automobila ovisi o njegovoj masi i brzini? (Odgovori na pitanja 3. i 5.) Kako biste tu ovisnost opisali u obliku matematičkog izraza.

Usporedite zaključak do kojega ste došli analizom podataka dobivenih pokusom i usporedite ga s vašom hipotezom.

7. Je li u ovom pokusu očuvana mehanička energija? A ukupna energija?