Pattogó labda: energiaveszteség ütközéskor

1 · Jóslás

Amikor egy labdát leejtenek és a padlóról visszapattan, ugyanolyan magasra, magasabbra vagy alacsonyabbra tér vissza, mint ahonnan ejtették?

2 · Előkészítés

  1. Nyisd meg a Pattogó labda előbeállítást. Jegyezd fel a labda padló feletti kiinduló magasságát és tömegét.
  2. Ellenőrizd, hogy a magasságmérő a labdához csatlakozik — a labda padló feletti magasságát mutatja méterben.
  3. Futtasd a szimulációt, és hagyd a labdát esni és pattanni. Állj meg az első visszapattanás csúcsán, és rögzítsd az elért csúcsmagasságot.

3 · Adatgyűjtés

Tömeg (kg)Ejtési magasság (m)Gravitációs PE (J)Visszapattanási magasság (1. pattanás) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Ábrázold a visszapattanási magasságot (y-tengely) az ejtési magassággal (x-tengely) a három mérésedhez. Írd le a vonal alakját.

4 · Elemzés

  1. Minden sornál oszd el a visszapattanási magasságot az ejtési magassággal. Mit veszel észre erről az arányról a három mérésedben?
  2. A labda visszaütési együtthatója 0.8. Négyzetre emeld ezt az értéket, és hasonlítsd a fenti arányhoz. Milyen kapcsolatot találsz?

5 · Kiterjesztés

  1. Ha a talalt magasságarány pattanásról pattanásra állandó marad, jósld meg az első mérésed *második* visszapattanásának csúcsmagasságát. Hány pattanás kell, hogy a csúcsmagasság 1 cm alá essen?
  2. Egy valódi leejtett labda minden pattanásnál kis energiát veszít légellenállásra és hangra. A valódi labda visszapattanási magasságai gyorsabban vagy lassabban csökkennek, mint az itt talált idealizált e² mintázat?

A fizika a kísérlet mögött

Gravitációs helyzeti energia

A labda elengedés előtti padló feletti magasságában tárolt energia — ez az energiakeret, amely esés közben mozgási energiává, pattanás után pedig ismét magassággá alakulhat.

Mozgási energia

A labda mozgásának energiája. Közvetlenül az ütés előtt gyakorlatilag az egész esési PE KE-vé alakult; a pattanás csak ennek a KE-nek egy részét adja vissza, ezért marad el a visszapattanás az ejtési magasságtól.

← Vissza a kísérlethez

Mechanika

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap