Μπάλα που αναπηδά: Απώλεια ενέργειας στην πρόσκρουση

1 · Πρόβλεψε

Όταν μια μπάλα ρίχνεται και αναπηδά από το δάπεδο, αναπηδά στο ίδιο ύψος από το οποίο ρίχτηκε, σε υψηλότερο ή σε χαμηλότερο;

2 · Διάταξη

  1. Άνοιξε την προεπιλογή Μπάλα που αναπηδά. Σημείωσε το αρχικό ύψος της μπάλας πάνω από το δάπεδο και τη μάζα της.
  2. Επιβεβαίωσε ότι ο αισθητήρας ύψους είναι συνδεδεμένος στη μπάλα — αναφέρει το ύψος της μπάλας πάνω από το δάπεδο σε μέτρα.
  3. Τρέξε την προσομοίωση και άσε τη μπάλα να πέσει και να αναπηδήσει. Κάνε παύση στην κορυφή της πρώτης αναπήδησης και κατέγραψε το μέγιστο ύψος που φτάνει.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Μάζα (kg)Ύψος πτώσης (m)Βαρυτική PE (J)Ύψος αναπήδησης (1η αναπήδηση) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Χάραξε το ύψος αναπήδησης (άξονας y) έναντι του ύψους πτώσης (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Περιγράψε το σχήμα της γραμμής.

4 · Ανάλυση

  1. Για κάθε γραμμή, διαίρεσε το ύψος αναπήδησης με το ύψος πτώσης. Τι παρατηρείς για αυτόν τον λόγο στις τρεις δοκιμές σου;
  2. Ο συντελεστής αναπήδησης της μπάλας είναι 0.8. Υψώστε στην τετράγωνο αυτή την τιμή και σύγκρινέ την με τον λόγο που υπολόγισες παραπάνω. Ποια σχέση βρίσκεις;

5 · Επέκταση

  1. Αν ο λόγος ύψους που βρήκες μένει σταθερός αναπήδηση την αναπήδηση, πρόβλεψε το μέγιστο ύψος της *δεύτερης* αναπήδησης για την πρώτη σου δοκιμή. Πόσες αναπηδήσεις θα χρειάζονταν μέχρι το μέγιστο ύψος να πέσει κάτω από 1 cm;
  2. Μια πραγματική ριγμένη μπάλα χάνει επίσης λίγη ενέργεια στην αντίσταση αέρα και τον ήχο σε κάθε αναπήδηση. Θα περίμενες τα ύψη αναπήδησης πραγματικής μπάλας να πέφτουν πιο γρήγορα ή πιο αργά από το ιδανικοποιημένο σχήμα e² που βρήκες εδώ;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

Βαρυτική δυναμική ενέργεια

Η ενέργεια αποθηκευμένη στο ύψος της μπάλας πάνω από το δάπεδο λίγο πριν την απελευθέρωση — αυτό είναι το ενεργειακό υπόλοιπο διαθέσιμο για μετατροπή σε κινητική ενέργεια κατά την πτώση και, μετά την αναπήδηση, ξανά σε ύψος.

Κινητική ενέργεια

Η ενέργεια της κίνησης της μπάλας. Λίγο πριν την πρόσκρουση, ουσιαστικά όλη η PE της πτώσης έχει μετατραπεί σε KE· η αναπήδηση τότε επιστρέφει μόνο ένα κλάσμα αυτής της KE, γι' αυτό η αναπήδηση υστερεί του ύψους πτώσης.

← Πίσω στο πείραμα

Μηχανική

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής