Bola Memantul: Hilangnya Energi karena Dampak
1 · Memprediksi
Ketika sebuah bola dijatuhkan dan dipantulkan ke lantai, apakah bola tersebut memantul kembali ke ketinggian yang sama dengan saat dijatuhkannya, ketinggian yang lebih tinggi, atau ketinggian yang lebih rendah?
- Ia memantul ke ketinggian yang sama (tidak ada energi yang hilang).
- Ini memantul lebih tinggi dari ketinggian jatuhnya.
- Ini memantul lebih rendah dari ketinggian jatuhnya (sebagian energi hilang).
2 · Pengaturan
- Buka preset Bola Memantul. Catat ketinggian awal bola di atas lantai dan massanya.
- Pastikan probe ketinggian terpasang pada bola — alat ini melaporkan ketinggian bola di atas lantai dalam meter.
- Jalankan simulasi dan biarkan bola jatuh dan memantul. Berhenti sejenak di puncak pantulan pertama dan catat ketinggian puncak yang dicapai.
3 · Kumpulkan Data
| Massa (kg) | Jatuhkan Tinggi (m) | PE gravitasi (J) | Tinggi Pantulan (pantulan pertama) (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.50 | ||
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.50 | 2.50 |
Grafik tinggi pantulan (sumbu y) terhadap tinggi jatuh (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Jelaskan bentuk garis tersebut!
4 · Analisis
- Untuk setiap baris, bagilah tinggi pantulan dengan tinggi jatuhnya. Apa yang Anda perhatikan tentang rasio ini dalam tiga percobaan Anda?
- Restitusi bola adalah 0,8. Kuadratkan nilai tersebut dan bandingkan dengan rasio yang Anda hitung di atas. Hubungan apa yang Anda temukan?
5 · Perluas
- Jika rasio ketinggian yang Anda temukan tetap konstan pantulan demi pantulan, prediksikan tinggi puncak pantulan *kedua* untuk percobaan pertama Anda. Berapa banyak pantulan yang diperlukan sebelum ketinggian puncak turun di bawah 1 cm?
- Bola yang dijatuhkan secara nyata juga kehilangan sedikit energi terhadap hambatan udara dan suara pada setiap pantulan. Apakah Anda memperkirakan ketinggian pantulan bola sebenarnya akan turun lebih cepat atau lebih lambat dibandingkan pola e² ideal yang Anda temukan di sini?
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Energi Potensial Gravitasi
Energi yang tersimpan dalam ketinggian bola di atas lantai sesaat sebelum dilepaskan — ini adalah anggaran energi yang tersedia untuk diubah menjadi energi kinetik selama jatuh dan, setelah memantul, kembali menjadi tinggi.
Energi Kinetik
Energi gerak bola. Tepat sebelum dampak, pada dasarnya semua PE yang dijatuhkan telah diubah menjadi KE; pantulan kemudian hanya mengembalikan sebagian kecil dari KE tersebut, itulah sebabnya pantulan tidak mencapai ketinggian jatuhnya.