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Question
student exploration: roller coaster physics
vocabulary: friction, gravitational potential energy, kinetic energy, momentum
prior knowledge questions (do these before using the gizmo )
sally gets onto the roller coaster car, a bit nervous already. her heart beats faster as the car slowly goes up the first long, steep hill.
- what happens at the beginning of every roller coaster ride?
- does the roller coaster ever get higher than the first hill? explain
gizmo warm - up
the roller coaster physics gizmo models a roller coaster with a toy car on a track that leads to an egg. you can change the track or the car. for the first experiment, use the default settings (hill 1 = 70 cm, hill 2 = 0 cm, hill 3 = 0 cm, 35 - g car).
- press play (►) to roll the 35 - gram toy car down the track. does the car break the egg? no
- click reset (?) set hill 1 to 80 cm, and click play. does the car break the egg? yes
- click reset. lower hill 1 back to 70 cm and select the 50 - gram toy car. click play. does the 50 - gram car break the egg? yes
- what factors seem to determine whether the car will break the egg?
Explicación:
Paso 1: Respuesta a la pregunta 1
Al principio de cada paseo en montaña rusa, el vehículo sube lentamente una ladera alta y empinada. Esto aumenta la energía potencial gravitacional del vehículo.
Paso 2: Respuesta a la pregunta 2
Normalmente, el montaña rusa no alcanza una altura mayor que la primera ladera. Esto se debe a que la energía total del sistema (vehículo - montaña rusa) se conserva, pero la fricción disipa energía en forma de calor. La energía potencial inicial en la primera ladera se convierte en energía cinética y energía disipada por fricción. No hay suficiente energía para alcanzar una altura mayor.
Paso 3: Respuesta a la pregunta Gizmo - Warm - up 4
Los factores que parecen determinar si el coche rompe el huevo son la altura de la primera ladera (que afecta la energía potencial inicial y, por tanto, la energía cinética final) y la masa del coche (ya que una masa mayor tiene más momento y energía cinética para un mismo velocidad).
Respuesta:
- El vehículo sube lentamente una ladera alta y empinada.
- Normalmente no, debido a la dissipación de energía por fricción.
- Altura de la primera ladera y masa del coche.
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Explicación:
Paso 1: Respuesta a la pregunta 1
Al principio de cada paseo en montaña rusa, el vehículo sube lentamente una ladera alta y empinada. Esto aumenta la energía potencial gravitacional del vehículo.
Paso 2: Respuesta a la pregunta 2
Normalmente, el montaña rusa no alcanza una altura mayor que la primera ladera. Esto se debe a que la energía total del sistema (vehículo - montaña rusa) se conserva, pero la fricción disipa energía en forma de calor. La energía potencial inicial en la primera ladera se convierte en energía cinética y energía disipada por fricción. No hay suficiente energía para alcanzar una altura mayor.
Paso 3: Respuesta a la pregunta Gizmo - Warm - up 4
Los factores que parecen determinar si el coche rompe el huevo son la altura de la primera ladera (que afecta la energía potencial inicial y, por tanto, la energía cinética final) y la masa del coche (ya que una masa mayor tiene más momento y energía cinética para un mismo velocidad).
Respuesta:
- El vehículo sube lentamente una ladera alta y empinada.
- Normalmente no, debido a la dissipación de energía por fricción.
- Altura de la primera ladera y masa del coche.