Aktivnosti za samostalno učenje

Aktivnost 1 Istražite valjanost trećeg Newtonova zakona.

Potreban pribor: dinamometar, vaga na pero, uteg ( $100\mathrm{g}$), stalak s držačem i kraćom šipkom, čaša vode.

Ovjesite uteg o dinamometar i izmjerite njegovu težinu $G.$ Nacrtajte u bilježnicu sve sile koje pritom djeluju.

Uronite uteg u čašu vode i očitajte na dinamometru vrijednost za silu. Nacrtajte sve sile koje djeluju.

Na vagu stavite čašu vode. Što pokazuje vaga? Nacrtajte te sile.

Predvidite, prema trećemu Newtonovu zakonu, što će pokazati dinamometar i kazaljka vage kada uteg ovješen o dinamometar uronite u čašu vode na vagi.

Pokazuje li kazaljka manju, jednaku ili veću vrijednost? Provjerite predviđanja.

Nacrtajte sve sile koje djeluju.

Aktivnost 2 Određivanje faktora trenja između drvenog kvadra i kosine

Odredite faktor trenja tijela na kosini.

Pribor: daska ili neko drugo tijelo koje može poslužiti kao kosina, kutomjer, zaporna ura, precizna vaga, drveni kvadar, mjerna vrpca.

​Pustite drveni kvadar da se spušta niz kosinu i odredite dinamički faktor trenja klizanja između kvadra i podloge.

Isplanirajte mjerenje. Koje ćete veličine mjeriti? Kako ćete doći do rezultata?

Provedite najmanje tri mjerenja potrebnih veličina, izračunajte srednju vrijednost faktora trenja i maksimalnu apsolutnu pogrešku.

Aktivnost 3 Provjera drugog Newtonova zakona s pomoću dvaju utega

Preko koloture na visokom stalku prebacite čvrstu nit i na njezine krajeve zavežite utege različitih masa, a zatim odredite akceleraciju kojom utezi padaju.

Pribor koji vam je potreban je visok stalak, dva utega različitih poznatih masa, čvrsta nit, mjerna vrpca i zaporna ura.

Preko koloture na visokom stalku prebacite čvrstu nit na čije ste krajeve zavezali utege. Držite uteg veće mase tako da sustav miruje. Pustite utege da padaju.

Izmjerite put koji je prešao pojedini uteg pri padu i vremenski interval padanja utega. Provedite najmanje tri mjerenja.

Odredite srednju vrijednost akceleracije koju su utezi imali pri padu i maksimalnu apsolutnu pogrešku.

Usporedite rezultat pokusa s rezultatom koji ste prethodno predvidjeli primjenom drugog Newtonova zakona.

Aktivnost 4

Izvedite pokus tako da potegnete uteg prvi put naglo, a drugi put sporo, polagano povećavajući silu kojom uteg povlačite prema dolje.

Razmislite koji će se konac prije prekinuti u prvom slučaju, a koji u drugom. Raspravite o svojim pretpostavkama s prijateljima, a zatim ih provjerite. Nakon provedenog pokusa objasnite što ste opazili.

Savjet:

Uteg treba imati kukice s gornje i donje strane kako bi se kroz njih s oba kraja mogao provući i privezati konac. Obje niti trebaju biti jednake duljine, oko $20\mathrm{cm}.$ Za niti treba odabrati prikladan konac odgovarajuće prekidne čvrstoće. Za rad s utegom mase $2\mathrm{kg}$ dobro će poslužiti konac za ručni rad (pelgam).

Aktivnost 5 Rastavljanje težine ‒ tijelo na njihalu

Kutak za znatiželjne

Potreban pribor: stalak za njihalo, stegač, kraća šipka, nit (od $30\mathrm{cm}$), uteg (od $200\mathrm{g}$) s dvije kukice, dva dinamometra ( $2\mathrm{N}$), kutomjer, visak.

Zadatak:

Odredite grafički i pokusno veličine komponenti težine utega $G$ na njihalu za različite položaje. Usporedite te veličine.

Sastavite jednostavno njihalo. Zanjišite ga i pozorno motrite osobitosti njegova gibanja. Odgovorite na pitanja:

Kako se giba ovješeno tijelo: jednoliko ili nejednoliko? Što se događa s brzinom njihala dok se njiše? Kako se mijenja brzina? Mijenja li se brzini samo iznos, ili samo smjer, ili oboje? U kojem je položaju njihala brzina najveća, a u kojemu najmanja? U kojem je položaju njihalo u ravnoteži? Kako biste opisali ravnotežu njihala?

Pri njihanju je gibanje utega nejednoliko te je sila, zbog koje njihalo izvodi takvo gibanje, također promjenjiva.

Odredite tu silu s pomoću paralelograma sila koje djeluju na uteg na njihalu:

1. kada njihalo miruje u određenom položaju
2. dok se giba.Sastavite uređaj kao na slici.

Dok njihalo miruje, očitajte na dinamometru $D_1$ težinu utega $G.$ Pri otklonu njihala za kut $\alpha$ očitajte s pomoću obaju dinamometara iznose komponenti težine utega $F_1$ (koja djeluje prema položaju ravnoteže) i $F_2$ (koja zateže nit njihala). Izmjerite kutomjerom otklon  $\alpha$  (kao prikladan kut otklona njihala odaberite približno $30°$).

Koja komponenta težine utega djeluje da se njihalo giba ubrzano? Zapišite pretpostavku. Kada njihalo prolazi ravnotežnim položajem, djeluje li jednakom silom kao i kada miruje? Kakvi su smjerovi brzine i ubrzanja u toj točki?

Nacrtajte na papiru u prikladnom mjerilu paralelogram sila za tijelo na njihalu. Težinu $G$ rastavite na komponentu $F_2$ koja zateže nit i na komponentu $F_1$ koja uzrokuje ubrzanje njihala.

Mijenjajte kut otklona njihala i zapišite u tablicu kako se mijenjaju komponente težine $F_{\mathrm{1}}$  i $F_{\mathrm{2}}.$ Koliko bi iznosile komponente $F_{\mathrm{1}}$ i $F_{\mathrm{2}}$ kada biste njihalo otklonili za $90°?$ Što se tada događa s napetošću niti njihala?

Komponente horizontalnog hica su (izaberite točne odgovore):

slobodni pad po vertikalnoj osi

jednoliko gibanje po horizontalnoj osi

jednoliko usporeno gibanje po vertikalnoj osi

vertikalni hitac prema dolje. 

null

null

Lidija baci loptu s balkona horizontalno početnom brzinom od $4{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}.$ Balkon je na visini $45$ metara iznad tla. Nakon dvije sekunde horizontalna komponenta brzine loptice iznosit će:​  

$4{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$

$8{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ ​

$40{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ ​

$80{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$

null

null

Lopta izbačena pod kutom od $45°$ dosegnut će veću visinu nego lopta izbačena pod kutom od $30°$ istom početnom brzinom.​

Da

Ne

null

null

Lopta izbačena pod kutom od $30°$ postići će veći domet od lopte izbačene pod kutom od $45°$istom početnom brzinom.​  

Da

Ne

null

null

Kolikom brzinom treba ispaliti signalnu raketu vertikalno uvis ako želimo da dosegne visinu $250\mathrm{m}?$

$500{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$

$\mathrm{86,7}{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$

$5000{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$   

$\mathrm{70,7}{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ ​

null

null

Koliko vremena treba raketi ispaljenoj vertikalno uvis da dosegne visinu $250\mathrm{m?}$

$5\mathrm{s}$  

$\mathrm{8,67}\mathrm{s}$

$\mathrm{7,07}\mathrm{s}$

$500\mathrm{s}$  

null

null

Putanja lopte bačene horizontalno bit će kosi pravac usmjeren prema tlu.

Da

Ne

null

null

Lopta bačena horizontalno početnom brzinom od $3{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ s visine $\mathrm{1,5}\mathrm{m}$ past će nakon istodobno ispuštene lopte s iste visine.​

Da

Ne

null

null

Prskalica za travnjak izbacuje vodu horizontalno početnom brzinom od $1{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ s visine $2\mathrm{m}.$ Koliko daleko od prskalice trava može biti zalivena? (Zanemarite otpor zraka.)​

$\mathrm{2,5}\mathrm{m}$  

$\mathrm{0,63}\mathrm{m}$  

$\mathrm{2,23}\mathrm{m}$  

$3\mathrm{m}$ ​

null

null

Prskalica za travnjak izbacuje vodu horizontalno početnom brzinom od $1{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ s visine $2\mathrm{m}.$ Kolikom brzinom kapi vode iz prskalice udaraju u tlo?

$\mathrm{6,37}{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$

$\mathrm{22,3}{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ ​

$\mathrm{5,32}{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$  

$10{\mathrm{ms}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$  

null

null