Проверьте зависимость кинетической энергии тела от его скорости и массы. Для этого возьмите линейку, деревянный брусок, ластик, стальной и пластмассовый цилиндры. На брусок положите линейку, чтобы получить наклонную плоскость. Вместо бруска можно положить стопку книг. У основания наклонной плоскости положите ластик на расстоянии примерно 2 см (рис. 199). С вершины наклонной плоскости спускайте металлический цилиндр (в качестве металлического цилиндра можно взять металлическую ручку). Спуская ручку с верхнего конца наклонной плоскости и с середины, тем самым меняя скорость ручки при ударе о ластик, посмотрите, в каком случае ручка производит большую работу по перемещению ластика. Замените металлическую ручку на пластмассовую, проделайте опыт снова. Сравните работу пластмассовой ручки с работой металлической ручки. Сделайте вывод о зависимости кинетической энергии от массы тела и его скорости.

Цель работы:

Экспериментально проверить зависимость кинетической энергии тела от его скорости и массы.

Оборудование:

• Линейка
• Деревянный брусок (или стопка книг)
• Ластик
• Стальной цилиндр (или металлическая ручка)
• Пластмассовый цилиндр

Ход работы:

1. Создание наклонной плоскости: Установите деревянный брусок (или стопку книг) так, чтобы приложив линейку, получить наклонную плоскость.
2. Подготовка к эксперименту: У основания наклонной плоскости, на расстоянии около 2 см, положите ластик.
3. Проверка зависимости от скорости:
• Эксперимент 1 (Запуск с верхней точки): Спустите металлический цилиндр (или ручку) с вершины наклонной плоскости. Отметьте, какую работу он произвёл по перемещению ластика (насколько далеко его отбросило).
• Эксперимент 2 (Запуск с середины): Теперь спустите тот же цилиндр (или ручку), но начиная с середины наклонной плоскости. Он будет иметь меньшую начальную скорость. Отметьте, какую работу он произвёл по перемещению ластика.
• Сравнение: Сравните перемещение ластика в Экспериментах 1 и 2. Большая работа по перемещению ластика соответствует большей кинетической энергии цилиндра перед ударом.
4. Проверка зависимости от массы:
• Эксперимент 3 (Металлический цилиндр с вершины): Повторите Эксперимент 1, но теперь используйте металлический цилиндр (более тяжёлый). Сравните работу, совершённую им, с работой, совершённой пластмассовым цилиндром (из Эксперимента 1, если скорости будут примерно равны, или запустите пластмассовый цилиндр с той же высоты, что и металлический).
• Эксперимент 4 (Пластмассовый цилиндр с вершины): Спустите пластмассовый цилиндр (более лёгкий) с той же высоты, что и металлический (с вершины). Сравните работу, совершённую им, с работой, совершённой металлическим цилиндром.
• Сравнение: Сравните перемещение ластика.

Вывод:

Наблюдая за тем, как далеко отбрасывается ластик, мы можем судить о работе, совершённой цилиндром, а значит, и о его кинетической энергии.

Зависимость от скорости: Когда цилиндр скатывается с большей высоты (больше скорость), он дальше отбрасывает ластик. Это означает, что при увеличении скорости кинетическая энергия тела растёт (и растёт она пропорционально квадрату скорости).

Зависимость от массы: При одинаковой скорости (например, скатывая с одной и той же высоты) более тяжёлый (металлический) цилиндр отбрасывает ластик дальше, чем более лёгкий (пластмассовый). Это означает, что при увеличении массы кинетическая энергия тела растёт (прямо пропорционально массе).

Общий вывод: Кинетическая энергия тела зависит от его массы и от квадрата скорости.