跳ね返るボール：衝突時のエネルギー損失

1 · 予測

ボールを落として床で跳ね返らせると、落とした高さと同じ高さ、より高い高さ、またはより低い高さまで跳ね返るか？

• 同じ高さまで跳ね返る（エネルギー損失なし）。
• 落下高さより高く跳ね返る。
• 落下高さより低く跳ね返る（一部のエネルギーが失われる）。

2 · 準備

1. 跳ね返るボールのプリセットを開く。床からのボールの開始高さと質量を確認する。
2. 高さプローブがボールに取り付けられていることを確認する。このプローブは床からのボールの高さを m 単位で示す。
3. シミュレーションを実行し、ボールを落下・跳ね返らせる。最初の跳ね返りの最高点で一時停止し、到達した最大高さを記録する。

3 · データ収集

3回の試行について、跳ね返り高さ（縦軸）を落下高さ（横軸）に対してプロットする。線の形を説明する。

4 · 分析

1. 各行について、跳ね返り高さを落下高さで割る。3回の試行でこの比について何に気付くか？
2. ボールの反発係数は 0.8 である。この値を二乗し、上で計算した比と比較する。どのような関係が見つかるか？

5 · 発展

1. 求めた高さの比が、跳ね返るたびに一定に保たれるとする。最初の試行における*2回目*の跳ね返りの最大高さを予測する。最大高さが 1 cm 未満になるには、何回跳ね返る必要があるか？
2. 実際に落としたボールは、毎回の跳ね返りで空気抵抗と音にも少しエネルギーを失う。実際のボールの跳ね返り高さは、ここで求めた理想化された e² のパターンより速く低下するか、遅く低下するか？

この実験の物理

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