Pomppiva pallo: energian menetys törmäyksessä

1 · Ennusta

Kun pallo pudotetaan ja se pomppaa lattiasta, pomppaako se samaan korkeuteen, josta se pudotettiin, korkeampaan vai matalampaan?

2 · Kokoa

  1. Avaa Pomppiva pallo -esiasetuksen. Kirjaa pallon lähtökorkeus lattian yläpuolella ja sen massa.
  2. Varmista, että korkeusanturi on kiinnitetty palloon – se raportoi pallon korkeuden lattian yläpuolella metreinä.
  3. Suorita simulaatio ja anna pallon pudota ja pomppia. Tauota ensimmäisen pomppumisen huipulla ja kirjaa saavutettu huippukorkeus.

3 · Kerää data

Massa (kg)Pudotuskorkeus (m)Gravitaation PE (J)Pomppukorkeus (1. pomppu) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Kuvaa pomppukorkeus (y-akseli) pudotuskorkeutta vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Kuvaile viivan muoto.

4 · Analysoi

  1. Jokaiselle riville jaa pomppukorkeus pudotuskorkeudella. Mitä huomaat tästä suhteesta kolmen suorituksesi välillä?
  2. Pallon kimmoisuus on 0.8. Neliöi se arvo ja vertaa sitä yllä laskemaasi suhteeseen. Minkä suhteen löydät?

5 · Laajenna

  1. Jos löytämäsi korkeussuhde pysyy vakiointa pomppu pomppun jälkeen, ennusta toisen pomppumisen huippukorkeus ensimmäiselle suorituksellesi. Kuinka monta pomppua kestäisi ennen kuin huippukorkeus putoaa arvon 1 cm alle?
  2. Todellinen pudotettu pallo menettää myös hieman energiaa ilmanvastukseen ja ääneen jokaisessa pomppussa. Odotatko todellisen pallon pomppukorkeuksien laskevan nopeammin vai hitaammin kuin tässä löytämäsi ideaalinen e²-kuvio?

Tämän kokeen fysiikka

Gravitaatiopotentiaalienergia

Palloon varastoitunut energia sen korkeudesta lattian yläpuolella juuri ennen vapautusta – tämä on energiatalous, joka muuntuu liike-energiaksi pudotuksen aikana ja pomppun jälkeen takaisin korkeudeksi.

Liike-energia

Pallon liikkeen energia. Juuri ennen törmäystä käytännössä koko pudotuksen PE on muuttunut KE:ksi; pomppu palauttaa sitten vain osan siitä KE:stä, minkä vuoksi pomppu jää pudotuskorkeuden alapuolelle.

← Takaisin kokeeseen

Mekaniikka

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia