Pelota que rebota: pérdida de energía en el impacto
1 · Predecir
Cuando se deja caer una pelota y rebota en el suelo, ¿rebota a la misma altura desde la que se dejó caer, a una altura mayor o a una altura menor?
- Rebota a la misma altura (no se pierde energía).
- Rebota más alto que la altura de caída.
- Rebota por debajo de la altura de caída (se pierde algo de energía).
2 · Configurar
- Abra el ajuste preestablecido de Bouncing Ball. Tenga en cuenta la altura inicial de la pelota sobre el suelo y su masa.
- Confirme que la sonda de altura esté conectada a la pelota; informa la altura de la pelota sobre el piso en metros.
- Ejecuta la simulación y deja que la pelota caiga y rebote. Haga una pausa en la cima del primer rebote y registre la altura máxima alcanzada.
3 · Recopilar Datos
| misa (kg) | Altura de caída (m) | Educación física gravitacional (J) | Altura del rebote (primer rebote) (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.50 | ||
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.50 | 2.50 |
Grafique la altura del rebote (eje y) frente a la altura de caída (eje x) para sus tres pruebas. Describe la forma de la línea.
4 · Analizar
- Para cada fila, divida la altura del rebote por la altura de caída. ¿Qué observa acerca de esta proporción en sus tres ensayos?
- La restitución del balón es 0.8. Eleva ese valor al cuadrado y compáralo con la proporción que calculaste anteriormente. ¿Qué relación encuentras?
5 · Ampliar
- Si la relación de altura que encontró se mantiene constante rebote tras rebote, prediga la altura máxima del *segundo* rebote para su primera prueba. ¿Cuántos rebotes se necesitarían antes de que la altura máxima caiga por debajo de 1 cm?
- Una pelota al suelo real también pierde un poco de energía debido a la resistencia del aire y al sonido en cada rebote. ¿Esperarías que la altura del rebote de una pelota real cayera más rápido o más lento que el patrón e² idealizado que encontraste aquí?
La física detrás de este experimento
Energía potencial gravitacional
La energía almacenada en la altura de la pelota sobre el suelo justo antes de su lanzamiento es el presupuesto de energía disponible para convertir en energía cinética durante la caída y, después del rebote, nuevamente en altura.
Energía cinética
La energía del movimiento de la pelota. Justo antes del impacto, esencialmente todo el PE de la caída se ha convertido en KE; el rebote luego devuelve solo una fracción de ese KE, razón por la cual el rebote no alcanza la altura de caída.