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.

1. what happens at the beginning of every roller coaster ride?
2. 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).

1. press play (▶) to roll the 35 - gram toy car down the track. does the car break the egg?
2. click reset (↺). set hill 1 to 80 cm, and click play. does the car break the egg?
3. 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?
4. what factors seem to determine whether the car will break the egg?

Explanation:

1. En el comienzo de cada paseo en montaña rusa, el carrito sube lentamente una ladera alta para adquirir energía potencial gravitacional.
2. Normalmente, el montaña rusa no alcanza una altura mayor que la primera ladera porque la energía inicial (energía potencial gravitacional en la cima de la primera ladera) se va perdiendo en forma de calor debido a la fricción y no hay suficiente energía para alcanzar una altura mayor.

Para las preguntas del Gizmo:

1. La altura de la primera ladera afecta la velocidad del carrito al llegar al huevo. Una altura mayor da más energía potencial inicial y una velocidad mayor al final.
2. La masa del carrito también importa. Un carrito más pesado tiene más momento y puede romper el huevo más fácilmente, incluso si la velocidad es similar a la de un carrito más ligero.

Answer:

1. El carrito sube lentamente una ladera alta.
2. No. La energía inicial se reduce por la fricción y no alcanza una altura mayor que la primera ladera.

Gizmo - 4. La altura de la primera ladera y la masa del carrito.