Newtonovo njihalo: prijenos količine gibanja i energije

1 · Predviđanje

Ako povučeš prvu lopticu do visine puštanja h i pustiš je da udari u niz, što određuje koliko brzo zadnja loptica izlijeće?

2 · Postava

  1. Otvori postav Newtonovo njihalo u sandboxu.
  2. Povuci krajnju lijevu lopticu u stranu i gore za postavljanje visine puštanja, a zatim očitaj koliko visoko sjedi iznad svoje točke mirovanja.
  3. Pusti lopticu i neka se zanjihne dolje u niz dodirujućih loptica. Gledaj koje loptice izlijeću na drugoj strani i koliko se visoko njišu.

3 · Prikupljanje podataka

Masa loptice (kg)Visina puštanja (m)PE puštanja (J)Brzina izlaska daleke loptice (m/s)
1.000.30
1.000.50
1.000.70

Nacrtaj brzinu izlaska daleke loptice (y-os) naspram visine puštanja (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li odnos pravac?

4 · Analiza

  1. Za svaki redak izračunaj PE puštanja (mgh) i KE udara koju prva loptica treba imati neposredno prije nego dođe na dlo njihaja (½mv², koristeći svoju izmjerenu farSpeed za v). Kako se dvije energije uspoređuju?
  2. Koristeći očuvanje količine gibanja i kinetičke energije za lanac jednakih masa, objasni zašto daleka loptica odlazi (približno) brzinom udara prve loptice, dok se loptice između jedva miču.

5 · Proširenje

  1. Zašto se srednje loptice jedva miču, iako impuls sudara prolazi kroz svaku od njih?
  2. U sandboxu, njiše li se daleka loptica ikad točno onoliko koliko je tvoja visina puštanja? Što ti razlika (ako postoji) govori koliko su sudari stvarno elastični?

Fizika iza ovog pokusa

Gravitacijska potencijalna energija

Povučena loptica pohranjuje energiju jednaku svojoj težini puta koliko si je podigao iznad točke mirovanja — to napaja cijeli lančani reakciju nakon puštanja.

Kinetička energija

Dok puštena loptica pada, njezina pohranjena PE pretvara se u KE; na dnu, ta KE se gotovo u cijelosti predaje dalekoj loptici kroz lanac sudara.

← Natrag na pokus

Mehanika

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis