國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

平拋與自由落體

物體平拋、自由落體時真的會同時到地面?

目的

驗證運動學中向量的獨立性

實驗

用設計一個簡單的機械結構,來同時發射兩塊正方體,使它們產生平拋和自由落體運動,觀察它們落地的時間。

實驗演示

×實驗演示

原理思考

爲什麼兩物會同時落地? 爲什麼路徑較長反而和路徑短的同時落地?

原理探究

×原理探究

物體落下的時間跟加速度有關,水平拋出跟自由落體,在垂直方向只受到重力作用,因此加速度皆是重力加速度。加速度相同,每秒落下的距離就相同。兩物從同樣的高度落下,所以會在相同的時間落地。
垂直方向的運動與水平方向的運動可以分開考慮,這也是向量獨立性的意思。

討論

  1. 若改為兩大小不同的物體,則結果會如何?
  2. 若改變平拋的初速度,則結果為何?
  3. 若物體從台北101上同時拋出/落下呢?

討論探究

×討論探究

  1. 不考慮空氣阻力的情況下,會同時落下,因為落下的時間與物體質量無關。
  2. 不考慮空氣阻力的情況下,會同時落下。
  3. 不考慮空氣阻力的情況下,同時落下。

關於實驗

1.支撐彈射桿的鋁板必須夠厚,否則容易變形。

參考資料

  1. BALLS DROPPED AND SHOT(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)

製作

王厚升

指導老師

朱慶琪

撰搞

王厚升、朱慶琪