Sprawdź i zaobserwuj

Dobierz parametry i sprawdź, jak będzie poruszał się klocek. Zwróć również uwagę, na jaką odległość przesunie się klocek.

RvxlAgj7meskN
Źródło: Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Opis symulacji interaktywnej.
Symulacja przedstawia ruch klocka po płaskiej i poziomej powierzchni. Na ekranie symulacji widoczna jest w dolnej części pozioma i płaska powierzchnia po której porusza się klocek. Powierzchnię narysowano w postaci poziomej i czarnej linii. Na powierzchni znajduje się klocek, narysowany jako poziomy, szary prostokąt. Do klocka przyłożono trzy wektory, narysowane w postaci poziomych strzałek. Jeden z wektorów symbolizuje siłę wywołującą ruch klocka w prawo, wielka litera F ze strzałką oznaczającą wektor. Widoczny jest on, jako czerwona, pozioma strzałka, skierowana w prawo i przyłożono do prawego boku klocka. Drugi z wektorów symbolizuje siłę tarcia, wielka litera T ze strzałką oznaczającą wektor. Widoczny jest on w postaci zielonej, poziomej strzałki skierowanej w lewo, przeciwnie do ruchu i przyłożonej do lewego i dolnego rogu klocka. Trzeci wektor symbolizujący prędkość początkową klocka, mała litera v ze strzałką oznaczającą wektor, przyłożono do górnej części klocka. Wektor prędkości narysowano w postaci niebieskiej, poziomej strzałki skierowanej w prawo. W prawej części ekranu widoczny jest panel, w którym użytkownik może nadać wartości siły wywołującej ruch, do dziesięciu niutonów z rozdzielczością co jedną dziesiątą niutona. Zwiększenie wartości tej siły powoduje wydłużenie wektora siły wielka litera F ze strzałką oznaczającą wektor. Użytkownik może również zadać wartość siły tarcia, od zera do dziesięciu niutonów z rozdzielczością jednej dziesiątej niutona. Zwiększenie wartości siły tarcia powoduje wydłużenie jej wektora. Możliwa  jest również zmiana przez użytkownika wartości prędkości początkowej od zera do dziesięciu metrów na sekundę, z rozdzielczością jednej dziesiątej metra na sekundę, co również powoduje zmiany długości wektora prędkości. Masa klocka, także może zostać zadana przez użytkownika. Masa klocka może zostać zmieniona od pięciu dziesiątych do dziesięciu kilogramów z rozdzielczością jednej dziesiątej kilograma. Poniżej panelu wyboru widoczny jest przycisk start. Po ustawieniu przez użytkownika wartości poszczególnych wektorów i masy klocka oraz naciśnięciu przycisku start, klocek zaczyna się poruszać. Jeżeli wartość prędkości początkowej jest równa zero a wartość siły  wywołującej ruch nie przekracza zadanej wartości siła tarcia, klocek pozostaje w spoczynku. Jeżeli prędkość początkowa jest większa od zera a wartość siły tarcia jest mniejsza niż wartość siły wywołującej ruch, klocek zaczyna poruszać się ruchem jednostajnie przyspieszonym z zadaną prędkością początkową. Gdy prędkość jest większa od zera, ale siła tarcia przewyższa siłę wywołującą ruch klocek porusza się ruchem jednostajnie opóźnionym. W przypadku kiedy prędkość początkowa jest większa od zera a siła tarcia jest równa sile wywołującej ruch, klocek porusza się ruchem jednostajnym z prędkością równą prędkości początkowej. Pod rysunkiem widoczne są informacje o wartości siły tarcia zadanej przez użytkownika oraz aktualnej prędkości klocka. Wartość prędkości jest równa sumie prędkości początkowej i iloczynu przyspieszenia klocka oraz czasu, Przyspieszenie klocka jest obliczane jako różnica wartości sił: wywołującej ruch i siły tarcia, podzielona przez masę klocka.

1
Polecenie 1

Wyobraź sobie, że klocek z symulacji porusza się ze stałą prędkością. Która siła jest większa? Ta, która wprawia klocek w ruch, czy może siła tarcia? Odpowiedź uzasadnij.

uzupełnij treść
1
Polecenie 2

A teraz załóż, że klocek porusza się ruchem przyspieszonym. Która siła jest większa? Ta, która wprawia klocek w ruch, czy może siła tarcia? Odpowiedź uzasadnij.

uzupełnij treść

Wspólna treść do poleceń 3, 4 i 5

W symulacji nastawiasz wartości następujących zmiennych: F - siły wywołującej ruch klocka, T - siły tarcia klocka o podłoże, v0 - początkowej prędkości klocka, m - masy klocka.

W rezultacie uzyskujesz jedną z czterech możliwych sytuacji, różniących się charakterem ruchu klocka:

  1. Klocek nie zostaje wprawiony w ruch

  2. Klocek przemieszcza się i zatrzymuje się po czasie t, przebywszy drogę s.

  3. Klocek przemieszcza się ze stałą prędkością, równą v0.

  4. Klocek przemieszcza się ze zmienną prędkością, o rosnącej wartości.

Polecenie 3
RlSzzHQrOV5uu
Wskaż zmienną, której wartość nie wpływa na charakter ruchu klocka. Możliwe odpowiedzi: 1. F, 2. T, 3. v0, 4. m
Polecenie 4
RTfht87VKJjlD
Przypisz uzyskany charakter ruchu do zestawu wartości F, T oraz v0. F>T Możliwe odpowiedzi: 1. Klocek przemieszcza się i zatrzymuje się po określonym czasie, przebywszy określoną drogę., 2. Klocek przemieszcza się ze zmienną prędkością, o rosnącej wartości., 3. Klocek nie zostaje wprawiony w ruch, 4. Klocek przemieszcza się ze stałą prędkością. T>F
v0>0 Możliwe odpowiedzi: 1. Klocek przemieszcza się i zatrzymuje się po określonym czasie, przebywszy określoną drogę., 2. Klocek przemieszcza się ze zmienną prędkością, o rosnącej wartości., 3. Klocek nie zostaje wprawiony w ruch, 4. Klocek przemieszcza się ze stałą prędkością. F=T
v0>0 Możliwe odpowiedzi: 1. Klocek przemieszcza się i zatrzymuje się po określonym czasie, przebywszy określoną drogę., 2. Klocek przemieszcza się ze zmienną prędkością, o rosnącej wartości., 3. Klocek nie zostaje wprawiony w ruch, 4. Klocek przemieszcza się ze stałą prędkością. T>F
v0=0 Możliwe odpowiedzi: 1. Klocek przemieszcza się i zatrzymuje się po określonym czasie, przebywszy określoną drogę., 2. Klocek przemieszcza się ze zmienną prędkością, o rosnącej wartości., 3. Klocek nie zostaje wprawiony w ruch, 4. Klocek przemieszcza się ze stałą prędkością.
Polecenie 5
RqcmP5RSFYiFY
W symulacji wybrano masę klocka równą 0,4 kg i nadano mu początkową prędkość 3,1 m/s. Symulacja pokazała, że w ciągu 4,13 sekundy klocek przebył odległość 6,41 metra. Wskaż prawidłową relację pomiędzy nastawionymi wartościami F oraz T. Możliwe odpowiedzi: 1. F>T, 2. F=T, 3. F<T