Mekanik
Hoppende bold
Se hvert hop blive lidt lavere, efterhånden som energi går tabt.
Hoppende bold — interaktiv Mekanik-simulation. Se hvert hop blive lidt lavere, efterhånden som energi går tabt. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Energitab ved hop
En hoppende bold mister mekanisk energi ved hvert sammenstød, når elasticiteten er mindre end 1. Hvert hop når en lavere højde.
Kinetisk energi omdannes til potentiel energi i toppen af hvert hop, men sammenstødet med gulvet er uelastisk. En elasticitet under 1 betyder, at bolden forlader gulvet langsommere, end den ankom, så topophøjden falder for hver cyklus.
- KE + PE = E (falder for hvert hop)
- Elasticitet e < 1
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
Når en kugle slippes og hopper fra gulvet, returnerer den da til samme højde, som den blev sluppet fra, en højere højde eller en lavere højde?
Forudsigelser at afveje
- Den returnerer til samme højde (ingen energi går tabt).
- Den returnerer højere end slippeshøjden.
- Den returnerer lavere end slippeshøjden (noget energi går tabt).
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Masse (kg)
- Faldhøjde (m)
Det, du måler:
- Gravitationel PE (J)
- Tilbagehopshøjde (1. hop) (m)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen Hoppende kugle. Notér kuglens starthøjde over gulvet og dens masse.
- Kontrollér, at højdemåleren sidder på kuglen — den angiver kuglens højde over gulvet i meter.
- Kør simulationen, og lad kuglen falde og hoppe. Sæt på pause i toppen af det første retur, og notér den nåede toppunktshøjde.
Styrende ligning
Gravitationel potentiel energi — PE = m·g·h
Energien lagret i kuglens højde over gulvet lige før frigivelsen — dette er det energibudget, der kan omdannes til kinetisk energi under faldet og, efter hoppen, tilbage til højde.
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Energien i kuglens bevægelse. Lige før nedslaget er stort set hele faldets PE omdannet til KE; hoppen returnerer kun en brøkdel af den KE, og derfor når returet ikke helt op til slippeshøjden.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Dividér for hver række returhøjden med slippeshøjden. Hvad lægger du mærke til ved dette forhold på tværs af dine tre forsøg?
- Kuglens restitution er 0,8. Kvadrér den værdi, og sammenlign med det forhold, du beregnede ovenfor. Hvilken sammenhæng finder du?
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Hvis det højdeforhold, du fandt, forbliver konstant hop efter hop, kan du forudsige toppunkthøjden for det *andet* retur i dit første forsøg. Hvor mange hop skal der til, før toppunkthøjden kommer under 1 cm?
- En rigtig kugle mister også lidt energi til luftmodstand og lyd ved hvert hop. Ville du forvente, at en rigtig kugles returhøjder aftager hurtigere eller langsommere end det idealiserede e²-mønster, du fandt her?
- 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
- Velkommen til Hoppende bold
- Vælg bolden
- Tryk på Afspil
- Døende hop
- Åbn dataene
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →