Механика
Подскачаща топка
Гледай как всеки отскок е малко по-нисък от предния, докато енергията се губи.
Подскачаща топка — интерактивна симулация Механика. Гледай как всеки отскок е малко по-нисък от предния, докато енергията се губи. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Загуба на енергия при отскоци
Подскачаща топка губи механична енергия при всеки удар, когато еластичността е под 1. Всеки отскок достига по-ниска височина.
Кинетичната енергия се превръща в потенциална във върха на всеки отскок, но сблъсъкът с пода е нееластичен. Еластичност под 1 означава, че топката напуска пода по-бавно, отколкото е пристигнала, така че върховата височина намалява всеки цикъл.
- KE + PE = E (намалява всеки отскок)
- Еластичност e < 1
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Когато топка е пусната и отскача от пода, връща ли се на същата височина, от която е пусната, по-висока или по-ниска?
Предсказвания за преценка
- Връща се на същата височина (никаква енергия не се губи).
- Отскача по-високо от височината на пускане.
- Отскача по-ниско от височината на пускане (част от енергията се губи).
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Маса (kg)
- Височина на падане (m)
Какво измерваш:
- Гравитационна PE (J)
- Височина на отскок (1-ви отскок) (m)
Как протича изследването
- Отвори настройката подскачаща топка. Отбележи началната височина на топката над пода и масата ѝ.
- Провери, че сензорът за височина е прикрепен към топката — той отчита височината на топката над пода в метри.
- Пусни симулацията и остави топката да падне и отскочи. Паузирай на върха на първия отскок и запиши достигнатата пикова височина.
Управляващо уравнение
Гравитационна потенциална енергия — PE = m·g·h
Енергията, съхранена във височината на топката над пода точно преди пускане — това е енергийният бюджет, наличен да се превърне в кинетична енергия по време на падането и, след отскока, обратно във височина.
Кинетична енергия — KE = ½·m·v²
Енергията на движението на топката. Точно преди удара по същество цялата PE на падането се е превърнала в KE; отскокът връща само част от тази KE — затова отскокът изостава от височината на пускане.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За всеки ред раздели височината на отскока на височината на пускане. Какво забелязваш за това отношение в трите си опита?
- Еластичността на топката е 0.8. Повдигни на квадрат и сравни с отношението, което изчисли горе. Каква връзка откриваш?
Къде това се появява извън лабораторията
- Ако отношението на височините, което намери, остава постоянно отскок след отскок, предкажи пиковата височина на *втория* отскок за първия си опит. След колко отскока пиковата височина би паднала под 1 cm?
- Истинска пусната топка губи и малко енергия от въздушно съпротивление и звук при всеки отскок. Очакваш ли височините на отскок на истинска топка да намаляват по-бързо или по-бавно от идеализирания модел e², който намери тук?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- Добре дошъл при подскачащата топка
- Избери топката
- Натисни Пусни
- Затихващи отскоци
- Отвори данните
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →