Esperimenti di piano inclinato possono essere utilizzati per insegnare la storia di scienza, energia di rotazione, conversione di energia potenziale in energia cinetica e per misurare l'accelerazione gravitazionale. Per fornire risultati accurati, l'aereo dovrebbe essere liscio, lucido e unto, anche se questo potrebbe non essere pratico.
Storia
Galileo utilizzato un piano inclinato di circa 20 piedi di lunghezza con una scanalatura lungo il centro. Fece rotolare una palla lungo la scanalatura, dimostrando l'accelerazione. Vista di Aristotele era che il tempo e la distanza di viaggio della palla erano proporzionali. Galileo ha capovolto questa vista, mostrando che la palla ha viaggiato il primo trimestre del suo percorso nello stesso tempo che ci sono voluti per il resto della pendenza di viaggio. In altre parole, la distanza è proporzionale al quadrato del tempo. Focalizzando l'attenzione sull'accelerazione, una fase di movimento che Aristotele e i suoi seguaci avevano trascurato, Galileo rovesciato più di mille anni di scienza.
Galileo ha dovuto lo sforzo del tempo. Tasche orologi e orologi a pendolo non erano stata ancora inventati. Invece di creare due piani e la loro corsa contro l'altro nel corso di diverse lunghezze, ha usato un dispositivo di acqua. Un flusso costante di acqua da un foro in un contenitore di acqua riempito una tazza come la palla laminata. L'acqua raccolti poi è stato pesato.
Energia rotazionale
Un esperimento interessante sarebbe a rotolare un cilindro e sfera di uguale massa giù l'aereo. La palla sarebbe preferibilmente di raggio minore rispetto al cilindro. Il cilindro quindi vorrebbe più tempo per raggiungere il fondo, perché più dell'energia potenziale gravitazionale aveva convertito in energia di rotazione di to velocità di avanzamento.
Ulteriore la massa è dal centro di rotazione, maggiore sarà la percentuale di energia potenziale viene convertita in energia rotazionale. Se il cilindro è cavo, all'interno possa essere rivestito con stucco fino a quando le masse sono uguali. Posizionare la massa sul cerchio aumenterà anche la differenza di velocità della sfera.
Statico vs attrito cinetico
Testi di matricola di solito fanno una distinzione tra statica e attrito cinetico e spesso consiglia un esperimento per determinare i due. Tuttavia, con metalli asciutti è difficile da dimostrare una differenza empiricamente. Il parere che tale differenza esiste forse nasce dall'esperienza in cui olio o sporcizia sono presenti, impedendo la misurazione accurata.
Anche quando dare tabelle coefficienti di attrito basato su materiali, come acciaio su acciaio o rame su rame, sono fuorvianti, perché non tengono in considerazione che la fonte di attrito viene da sporcizia e variazione in lubrificanti in superficie e nella durezza superficiale, non dal metallo-su-metallo contatto. In realtà, si legherà uniformemente appiattito superfici di metallo. Inoltre, quando la pendenza di un aereo è aumentato a una certa angolazione, inizierà a scorrere, ma solo esitante. Pertanto, il coefficiente di attrito non è davvero costante come implicita nelle tabelle.
Misurazione dell'accelerazione gravitazionale
L'accelerazione gravitazionale può essere misurata rallentando il suo effetto abbastanza per misurare con precisione con un cronometro. Questo è il motivo per che un lungo piano inclinato è auspicabile, come esperimento di Galileo.
Se energia rotazionale è infine scomposto fuori, una piccola sfera (un marmo) potrebbe essere utilizzata. Energia potenziale gravitazionale così iniziale è uguale a energia cinetica laterale finale e finale velocità rotazionale. Conoscendo la massa e il raggio della sfera lascia solo velocità sconosciuta nella ricerca di energia rotazionale. La velocità può essere trovata cronometrando la distanza percorsa e utilizzo x = 0.5------t ^ 2. Conoscendo un, v-finale può essere trovato. Pertanto, sono noti sia finale laterale energia cinetica ed energia rotazionale. Loro somma è uguale l'energia potenziale gravitazionale all'inizio: mgh, dove h è la differenza tra la quota di partenza e termina altezza. Così g può quindi essere calcolato.
Il reindirizzamento della forza gravitazionale di piano inclinato è un'occasione per ricordare l'epitaffio di Stevino, che dimostra l'uguaglianza della forza laterale di 5 pesi che riposa su un 3-4-5 piano inclinato triangolare e 3 pesi appesi sopra il lato.