Newton-inga: impulzus- és energiátadás

1 · Jóslás

Ha hátrahúzod az első labdát egy h elengedési magasságba, és a sorba lendíted, mi határozza meg, milyen gyorsan repül ki az utolsó labda?

• A túlsó labda körülbelül ugyanazzal a sebességgel távozik, amellyel az első labda ütött.
• A túlsó labda lassabban távozik, mert a köztes labdák elnyelnek egy kis mozgást.
• A túlsó labda gyorsabban távozik, mint az első labda ütési sebessége.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a Newton-inga előbeállítást a sandboxban.
2. Húzd a legbaloldalibb labdát kifelé és felfelé egy elengedési magasság beállításához, majd olvasd le, mennyivel ül a nyugalmi pontja fölé.
3. Engedd el a labdát, és hagyd belelengeni az érintkező labdák sorába. Figyeld, melyik labdák repülnek ki a túlsó oldalon, és milyen magasra lengenek.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a túlsó labda kilépési sebességét (y-tengely) az elengedési magassággal (x-tengely) a három mérésedhez. Egyenes vonal-e a kapcsolat?

4 · Elemzés

1. Minden sornál számítsd ki az elengedési PE-t (mgh) és az első labda ütési KE-jét közvetlenül a lengés legalacsonyabb pontja előtt (½mv², a mért farSpeed mint v). Hogyan viszonyulnak a két energia egymáshoz?
2. Az impulzus- és mozgásienergia-megmaradás segítségével azonos tömegű láncra magyarázd meg, miért távozik a túlsó labda (közelítőleg) az első labda ütési sebességével, miközben a köztes labdák alig mozdulnak.

5 · Kiterjesztés

1. Miért mozdulnak alig a köztes labdák, noha az ütközés impulzusa mindegyiken áthalad?
2. A sandboxban leng-e valaha pontosan ugyanolyan magasra a túlsó labda, mint az elengedési magasságod? Mit mond a rés (ha van) arról, mennyire rugalmasak valójában az ütközések?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap