RÓWNIA Z KLOCKIEM - CHŁOPKIEM

Po położeniu klocka - chłopka na równi, zaczyna się on poruszać się w dół. Aby klocek mógł schodzić kąt nachylenia równi musi być odpowiednio dobrany, ale nie jest to jedyny warunek - następnym jest budowa chłopka. Wewnątrz chłopka znajduje się metalowa kulka, która odpowiada za położenie środka ciężkości. Ponadto ramiona chłopka są zamocowane niesymetrycznie. Wszystkie parametry - masa kulki, antysymetryczność ramion musi być dobrze wybrana, gdyż w przeciwnym razie chłopek mógłby się nie poruszać.

ZOBACZ FILM

Gdy ustawimy chłopka na równi zaczyna poruszać się po równi wykonując fikołki. Wykonuje je zawsze w tę samą stronę. Za obroty chłopka wokół własnej osi odpowiedzialna jest kulka. Tocząc się wewnątrz chłopka sprawia, że zmianie ulega położenie środka ciężkości. Lżejszy koniec chłopka (czyli znajdujący się powyżej środka ciężkości) podnosi się do góry i wykonuje przewrót, ramiona opadają na wyżłobienie w równi. Chłopek zbyt długo nie leży wsparty na równi, ale wykonuje następny przewrót. Dzieje się tak, ponieważ kulka ponownie toczy się w jego wnętrzu (dokładnie toczy się w dół tak, jakby znajdowała się na równi pochyłej) zmieniając położenie środka ciężkości i cały ruch chłopka powtarza się.

Na szczycie równi chłopek posiada energię potencjalną grawitacji, która w wyniku ruchu w dół maleje zamieniając się na energię kinetyczną i pracę potrzebną na pokonanie sił tarcia. W chwili gdy chłopek "leży" na równi siła tarcia statycznego jest większa niż siła tarcia kinetycznego, więc aby mógł się poruszyć część posiadanej (zgromadzonej) energii musi przekazać na pokonanie siły tarcia statycznego. Gdy już uda mu się poruszyć - wykonać fikołka, odrywa ramiona od równi i  pokonuje siłę tarcia dynamicznego. W związku z tym początkowa energia nie jest dokładnie równa energii końcowej, gdyż po drodze część energii traci.

wybierz inne doświadczenie

Słowa klucze: środek ciężkości, energia potencjalna, energia kinetyczna, praca, siła tarcia