Universalclimate.com

Vilka objekt lagra mer rotationsenergi med ett lutande plan?

Fysik är vetenskapen som behandlar fysiska objekt. Det har studerats ända sedan Sir Isaac Newton, som utvecklat ekvationer för gravitation. Objekt som rulla nedför en backe, även kallad ett lutande plan, har också unika energi egenskaper. Fysiker har studerat egenskaperna för rullande objekt och utvecklat ekvationer som leder till förståelse av den energi som används och lagras.

Tolka en fysik lag

En av de främsta likställandena av fysik är att kraft är lika med massan gånger accelerationen. Detta är skrivet som F = M x A. Sir Isaac Newton skrev om det, men debatten fortsätter om han faktiskt utvecklat det. Överväga alla variabler och fasta attribut i en rullande objekt nedför en backe, tekniskt kallas ett lutande plan. Accelerationen (A) förmedlas av gravitation, så du inte kan ändra detta. Det enda du kan ändra är objektets massa. På jorden är massa och vikt desamma.

Olika vikter

Eftersom F = M x A, tyngre vikt, mer kraft kommer att ske längst ned i planet när objektet stannar. Anta att du har två sfärer, en väger 2 pounds och annan väger 10 pounds. Gravitation, "A", är 32 fot per andra fyrkant. För enkelhetens skull, antar du rulla objektet i exakt en sekund på ett lutande plan en fot från marken. Lösa ekvationen för en 2-pound sfär, är slutresultatet 64 fot pounds av energi. För en 10-pund sfär är resultatet 320 fot pounds av energi. Allt detta förutsatt att du använder samma lutande plan. Observera att även om viktskillnaden är endast 8 pounds, kraft skillnaden är 256 foten pounds.

Ögonblick av tröghet

Tröghetsmomentet är hur mycket energi lagras i ett objekt. För en sfär, ekvationen är 2/5 x M x R kvadrat, med M är massan och R är radien. Anta att du har två sfärer, med en radie av 1 fot. En väger 2 pounds och en väger 10 pounds. Lösa ekvationen, skulle tröghetsmoment längst ned på det lutande planet vara 0.8 pounds för en 2-pound sfär. Tröghetsmomentet för en 10-pund sfär skulle vara 4 pounds.

Slutresultat

Alla de ovan nämnda ekvationerna som alla pekar på samma sak: de tyngre ett objekt, mer kraft utövar det längst ned i planet. Tänk på det här sättet: du har en kula av bly och en boll av frigolit, båda med samma diametrar, överst på planet. Du placera ett tunt trä block på botten. Du släpper båda bollarna samtidigt. Bly bollen kommer att bryta genom virket, men Styrofoam bollen kommer att stoppas av trä.