튀는 공: 충격 시 에너지 손실

1 · 예측

공을 떨어뜨려 바닥에 튕겨낼 때 공은 떨어뜨린 높이와 같은 높이로 되돌아오나요, 더 높은 높이로 돌아가나요, 아니면 더 낮은 높이로 튀어오르나요?

• 동일한 높이로 되돌아옵니다(에너지 손실 없음).
• 낙하 높이보다 더 높게 리바운드됩니다.
• 낙하 높이보다 낮게 반동합니다(일부 에너지가 손실됨).

2 · 설정

1. 바운싱 볼 사전 설정을 엽니다. 바닥 위 공의 시작 높이와 질량을 기록해 두세요.
2. 높이 프로브가 공에 부착되어 있는지 확인하세요. 바닥 위의 공 높이를 미터 단위로 보고합니다.
3. 시뮬레이션을 실행하고 공이 떨어지고 튀도록 하세요. 첫 번째 리바운드 상단에서 잠시 멈추고 도달한 최고 높이를 기록합니다.

3 · 데이터 수집

세 번의 시행에 대해 반동 높이(y축)를 낙하 높이(x축)에 대해 그래프로 그리세요. 선의 모양을 설명하세요.

4 · 분석

1. 각 행에 대해 리바운드 높이를 낙하 높이로 나눕니다. 세 번의 시행에서 이 비율에 대해 무엇을 발견했나요?
2. 공의 반발력은 0.8이다. 그 값을 제곱하고 위에서 계산한 비율과 비교하세요. 어떤 관계를 찾나요?

5 · 확장

1. 찾은 높이 비율이 바운스 후에도 일정하게 바운스되는 경우 첫 번째 시행에서 *두 번째* 리바운드의 최고 높이를 예측하세요. 최고 높이가 1cm 아래로 떨어지기 전에 몇 번의 바운스가 필요합니까?
2. 실제 떨어진 공은 튕길 때마다 공기 저항과 소리로 인해 약간의 에너지를 잃습니다. 실제 공의 리바운드 높이가 여기서 발견한 이상적인 e² 패턴보다 더 빠르게 또는 느리게 떨어질 것으로 예상하십니까?

이 실험의 물리학

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