Mehānika
Lēcoša bumba
Vēro, kā katrs atsitiens ir mazliet zemāks, jo tiek zaudēta enerģija.
Lēcoša bumba — interaktīva Mehānika simulācija. Vēro, kā katrs atsitiens ir mazliet zemāks, jo tiek zaudēta enerģija. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Enerģijas zudums atsitienos
Lēcoša bumba zaudē mehānisko enerģiju katrā triecienā, kad atsitiena koeficients ir mazāks par 1. Katrs atsitiens sasniedz zemāku augstumu.
Kinētiskā enerģija pārvēršas potenciālajā enerģijā katra atsiena augšgalā, bet sadursme ar grīdu ir neelastīga. Atsitiena koeficients zem 1 nozīmē, ka bumba pamet grīdu lēnāk, nekā ieradās, tāpēc maksimālais augstums samazinās katrā ciklā.
- KE + PE = E (samazinās ar katru atsitienu)
- Atsitiena koeficients e < 1
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Kad bumba tiek nomesta un atlec no grīdas, vai tā atsitas līdz tam pašam augstumam, no kā nomesta, augstāk vai zemāk?
Prognozes, ko svērt
- Tā atsitas līdz tam pašam augstumam (enerģija netiek zaudēta).
- Tā atsitas augstāk nekā nomēšanas augstums.
- Tā atsitas zemāk nekā nomēšanas augstums (daļa enerģijas zaudēta).
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Masa (kg)
- Nomēšanas augstums (m)
Ko tu mēri:
- Gravitācijas PE (J)
- Atsiena augstums (1. atsitiens) (m)
Kā izpēte norit
- Atver lēcošās bumbas eksperimentu. Ievēro bumbas sākuma augstumu virs grīdas un tās masu.
- Pārliecinies, ka augstuma zonde ir pievienota bumbai — tā ziņo bumbas augstumu virs grīdas metros.
- Palaid simulāciju un ļauj bumbai krist un atlekt. Pauzē pirmā atsiena augšgalā un ieraksti sasniegto maksimālo augstumu.
Noteicošais vienādojums
Gravitācijas potenciālā enerģija — PE = m·g·h
Enerģija, uzkrāta bumbas augstumā virs grīdas tieši pirms palaišanas — šis ir enerģijas budžets, ko pārvērst kinētiskajā enerģijā krišanas laikā un pēc atsitiena atkal augstumā.
Kinētiskā enerģija — KE = ½·m·v²
Bumbas kustības enerģija. Tieši pirms trieciena būtībā visa nomēšanas PE ir pārvērsta KE; atsiena tad atgriež tikai daļu no šīs KE — tāpēc atsiens nepiekļūst nomēšanas augstumam.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Katrai rindai dali atsiena augstumu ar nomēšanas augstumu. Ko tu ievēro par šo attiecību visos trijos mēģinājumos?
- Bumbas atsitiena koeficients ir 0.8. Kāpini šo vērtību kvadrātā un salīdzini ar augstāk izrēķināto attiecību. Kādu sakarību tu atrod?
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Ja atrastā augstuma attiecība paliek nemainīga atsienas pēc atsiena, prognozē *otrā* atsiena maksimālo augstumu savam pirmajam mēģinājumam. Cik atsitienu vajadzētu, pirms maksimālais augstums krītas zem 1 cm?
- Īsta nomesta bumba arī zaudē mazliet enerģijas gaisa pretestībai un skaņai pie katra atsitiena. Vai tu sagaidītu, ka īstas bumbas atsiena augstumi dilst ātrāk vai lēnāk nekā idealizētā e² shēma, ko tu šeit atradi?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- Sveicināts lēcošās bumbas eksperimentā
- Atlasīts bumbu
- Nospied „Atskaņot”
- Dilstoši atsitieni
- Atver datus
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →