Odbijajuća loptica: gubitak energije pri udaru
1 · Predviđanje
Kad se loptica pusti i odbije od poda, vraća li se na istu visinu s koje je puštena, višu ili nižu?
- Odbija se na istu visinu (energija se ne gubi).
- Odbija se više od visine puštanja.
- Odbija se niže od visine puštanja (dio energije se gubi).
2 · Postava
- Otvori postav Odbijajuća loptica. Zabilježi početnu visinu loptice iznad poda i njezinu masu.
- Potvrdi da je sonda visine pričvršćena na lopticu — javlja visinu loptice iznad poda u metrima.
- Pokreni simulaciju i pusti lopticu da padne i odbije se. Pauziraj na vrhu prvog odboja i zabilježi dostignutu vršnu visinu.
3 · Prikupljanje podataka
| Masa (kg) | Visina puštanja (m) | Gravitacijska PE (J) | Visina odboja (1. odskok) (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.50 | ||
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.50 | 2.50 |
Nacrtaj visinu odboja (y-os) naspram visine puštanja (x-os) za svoja tri pokušaja. Opiši oblik crte.
4 · Analiza
- Za svaki redak podijeli visinu odboja s visinom puštanja. Što primjećuješ o tom omjeru kroz svoja tri pokušaja?
- Koeficijent odbijanja loptice je 0.8. Kvadriraj tu vrijednost i usporedi s omjerom koji si izračunao gore. Koji odnos nalaziš?
5 · Proširenje
- Ako omjer visina koji si našao ostaje stalan odboj nakon odboja, predvidi vršnu visinu *drugog* odboja za svoj prvi pokušaj. Nakon koliko odboja vršna visina pada ispod 1 cm?
- Prava puštena loptica gubi i malo energije na otpor zraka i zvuk pri svakom odboju. Očekuješ li da visine odboja prave loptice opadaju brže ili sporije od idealiziranog uzorka e² koji si ovdje našao?
Fizika iza ovog pokusa
Gravitacijska potencijalna energija
Energija pohranjena u visini loptice iznad poda neposredno prije puštanja — to je budžet energije dostupan za pretvorbu u kinetičku energiju tijekom pada i, nakon odboja, natrag u visinu.
Kinetička energija
Energija gibanja loptice. Neposredno prije udara, u biti sva PE pada pretvorila se u KE; odboj zatim vraća samo dio te KE, zato odboj zaostaje za visinom puštanja.
Mehanika
- Gibanje projektila i kinetička energija
- Loptica na kosini: energija na kosini bez trenja
- Blok na kosini s trenjem: traženje praga trenja mirovanja
- Granična brzina: pad kroz otpor zraka
- Laboratorij sila: drugi Newtonov zakon
- Suprotstavljene sile: drugi Newtonov zakon i količina gibanja
- Elastični sudari i očuvanje količine gibanja
- Neelastični sudar i očuvanje količine gibanja
- Newtonovo njihalo: prijenos količine gibanja i energije
- Jednostavno njihalo
- Masa na opruzi: jednostavno harmoničko gibanje
- Jednoliko kružno gibanje i centripetalna sila