RÓWNIA DUŻA Z TOCZĄCYMI SIĘ KLOCKAMI

Staczające się po równi klocki zachowują się różnie - jedne zdecydowanie szybciej zjeżdżają w dół, niektóre podczas zmiany kierunku ruchu "zatrzymują" się na dłuższą chwilę, jakby zastanawiały się, co dalej zrobić ze sobą. Klocki mają różne kształty - część z nich jest pełna w środku i te poruszają się szybciej, a niektóre przypominają kształtem obręcz - koło.

Klocki zaczynają poruszać się ruchem przyspieszonym, następnie trafiając na zakończenie fragmentu równi zatrzymują się w ruchu postępowym, ale nadal obracają się wokół własnej osi. Po zmianie kierunek ruchu (na kolejnym kawałku równi) ponownie poruszają się ruchem przyspieszonym z prędkością początkową równą zero. To zachowanie klocków powtarza się dopóki nie "zjadą" na sam dół.

Klocki znajdując się na szczycie równi posiadają energię potencjalną. Podczas zjeżdżania w dół energia ta zamienia się na energię kinetyczną obejmującą energię kinetyczną ruchu postępowego i energię kinetyczną ruchu obrotowego. Klocki w kształcie obręczy mają większą energię kinetyczną ruchu obrotowego, co można zauważyć podczas hamowania. Energia ruchu obrotowego zależy od momentu bezwładności.

Kształt	Moment bezwładności
Cylinder
Kula
Obręcz (pusta)

Klocek natrafiając na zakończenie odcinka toru zderza się z nim niesprężyście i wytraca swoją energię kinetyczną. Co sprawia, że ponownie toczy się w dół? Na toczący się klocek działa wiele sił, między innymi siła grawitacji oraz siła tarcia, która spowalnia ruch. Klocek porusza się obracając się, więc mamy do czynienia z siłą tarcia tocznego. Siła tarcia działa między dwoma ciałami, które stykają się swoimi powierzchniami - tak jak klocek i odcinek równi oraz które poruszają się względem siebie - klocek porusza się po równi. Po wyhamowaniu siła tarcia statycznego jest większa niż siła tarcia tocznego. Po chwili klocek rusza w dół, oczywisty jest fakt, że działa na niego siła grawitacji, ale to nie ona jest siła powodującą ruch. Otóż klocek zaczyna toczyć się, gdyż siła tarcia tocznego przewyższa wartością siłę tarcia statycznego. Kolejnym powodem ruchu klocka jest odpowiednio dobrany kąt nachylenia odcinka równi, gdyby był inny - klocek mógłby zatrzymać się na dobre.

ZOBACZ FILM

Zobacz więcej

wybierz inne doświadczenie

Słowa klucze: ruch przyspieszony, ruch postępowy, ruch obrotowy, prędkość, równia pochyła, energia potencjalna, energia kinetyczna, prędkość kątowa, moment bezwładności, tarcie statyczne, tarcie toczne, zderzenie niesprężyste