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   拋物線射球機

利用一座球發射器連結電磁鐵,在球發射出去的同時,電磁鐵上所吸著的木球也會跟著斷電,進而同時落下 。而發射出去的球,要怎麼樣才能夠準確的擊中木球呢?你知道要怎麼做嗎?
 

實驗演示影片


1.儀器介紹

2.實驗步驟

3.實驗步驟2

4.實驗步驟3

5.實驗步驟4

6.不負責任科學家講座


實驗原理


 

實驗裝置簡示圖:圖中藍色圓圈代表砲管中的球,紅色圓圈代表電磁鐵上的木球

砲管中的球(藍色)以初速V0與水平仰角θ從桌面射出,若不考慮空氣阻力,則運動過程中僅受重力作用產生加速度g向下,而電磁鐵所吸住的木球(紅色)初速為0,運動過程中一樣只受重力作用。因此

兩者之間的相對加速度:

兩者之間的相對速度:

也就是說,如果我們站在木球上觀察由砲管發射出來的球,我們會看到由砲管發射出來的球以速度朝我們飛過來,反之,若站在由砲管發射出來的球上,也會覺得木球以的速度朝我們飛過來。看樣子只要把砲管對準木球,似乎一定打的到,不過,其實還需要滿足一些條件… 即在藍球落地之前,必須要碰撞到紅球,所以發射的初速須夠大!

 

問題思考


1.如果不用相對運動來解釋,你還可以用什麼樣的想法來想出兩球碰撞的條件呢?
2.如果今天考慮阻力(ex:放進水裡進行這個實驗),你覺得結果會如何?
 

相關連結



1.拋體運動示範實驗

2.台灣師範大學物理系討論區:運動獨立性

3.彈道車實驗(中央大學物理演示實驗:彈道車實驗也是運動獨立性一個很好的例子,一樣也可以利用相對座標的觀念來解釋這個現象 。