Šokinėjantis rutulys: energijos netekimas smūgio metu

1 · Spėk

Kai rutulys nuleidžiamas ir atšoka nuo grindų, ar jis pašoka iki to paties aukščio, iš kurio nukrito, aukščiau ar žemiau?

2 · Paruošk

  1. Atidaryk Šokinėjančio rutulio eksperimentą. Pastebėk rutulio pradinį aukštį virš grindų ir jo masę.
  2. Įsitikink, kad aukščio zondas prikabintas prie rutulio — jis rodo rutulio aukštį virš grindų metrais.
  3. Paleisk simuliaciją ir leisk rutuliui kristi ir atšokti. Pristabdyk pirmojo atšokimo viršūnėje ir užsirašyk pasiektą pikinį aukštį.

3 · Rink duomenis

Masė (kg)Kritimo aukštis (m)Gravitacinė PE (J)Atšokimo aukštis (1-asis) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Braižyk atšokimo aukštį (y ašis) prieš nukritimo aukštį (x ašis) savo trims bandymams. Apibūdink linijos formą.

4 · Analizuok

  1. Kiekvienai eilutei padalink atšokimo aukštį iš nukritimo aukščio. Ką pastebi apie šį santykį tarpuose savo trijų bandymų?
  2. Rutulio atšokimas yra 0,8. Pakelk tą reikšmę kvadratu ir palygink su aukščiau apskaičiuotu santykiu. Kokį ryšį randi?

5 · Išplėsk

  1. Jei rastas aukščio santykis išlieka pastovus atšokimas po atšokimo, prognozuok antrojo atšokimo pikinį aukštį savo pirmajam bandymui. Po kiek atšokimų pikinis aukštis nukris žemiau 1 cm?
  2. Realus nuleistas rutulys taip pat praranda šiek tiek energijos oro pasipriešinimui ir garsui kiekvieno atšokimo metu. Ar tikėtumeisi, kad realaus rutulio atšokimo aukščiai kristų greičiau ar lėčiau nei idealiasis e² raštas, kurį čia radai?

Fizika už šio eksperimento

Gravitacinė potencinė energija

Energija, sukaupta rutulio aukštyje virš grindų prieš paleidimą — tai energijos biudžetas, galintis virsti kinetine energija kritimo metu ir, po atšokimo, vėl į aukštį.

Kinetinė energija

Rutulio judesio energija. Prieš pat smūgį iš esmės visa nukritimo PE būna pavirtusi KE; atšokimas grąžina tik dalį tos KE — todėl atšokimas ir lieka žemiau nukritimo aukščio.

← Grįžti prie eksperimento

Mechanika

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai