Ņūtona šūpulis: kustības daudzuma un enerģijas pāreja

1 · Prognozē

Ja tu atvelc pirmo bumbu līdz atlaišanas augstumam h un ļauj tai iesisties rindā, kas nosaka, cik ātri izlido pēdējā bumba?

• Tālākā bumba aiziet aptuveni ar to pašu ātrumu, kāds pirmajai bumbai bija triecienā.
• Tālākā bumba aiziet lēnāk, jo vidējās bumbas uzņem daļu kustības.
• Tālākā bumba aiziet ātrāk nekā pirmās bumbas trieciena ātrums.

2 · Iestati

1. Atver Ņūtona šūpuļa eksperimentu smilškastē.
2. Velc kreisāko bumbu uz āru un augšup, lai iestatītu atlaišanas augstumu, tad nolasi, cik augstu tā sēž virs savas miera punkta.
3. Atlaid bumbu un ļauj tai nosvārstīties lejup rindā no saskares bumbām. Vēro, kura bumba(a) izlido tālajā pusē un cik augstu tās pacēlās.

3 · Vāc datus

Zīmē tālās bumbas izejas ātrumu (y ass) pret atlaišanas augstumu (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai sakarība ir taisne?

4 · Analizē

1. Katrai rindai izrēķini atlaišanas PE (mgh) un trieciena KE, kas pirmajai bumbai jābūt tieši pirms tās sasniegšanas šūpojuma apakšu (½mv², izmantojot savu izmērīto farSpeed kā v). Kā abas enerģijas salīdzinās?
2. Izmantojot kustības daudzuma un kinētiskās enerģijas saglabāšanos vienādu masu ķēdei, izskaidro, kāpēc tālā bumba aiziet ar (aptuveni) pirmās bumbas trieciena ātrumu, kamēr bumbas pa vidu tikko kustas.

5 · Paplašina

1. Kāpēc vidējās bumbas tikko kustas, kaut impulss no sadursmes iziet cauri katrai no tām?
2. Vai smilškastē tālā bumba jebkad pacēlās tieši tik augstu kā tavs atlaišanas augstums? Ko sprauga (ja tāda ir) saka par to, cik elastīgas sadursmes patiesībā ir?

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas