उसळणारा चेंडू: आघातावरील ऊर्जा हानी
1 · अनुमान
चेंडू जमिनीवर टाकून उसळल्यास, तो जितक्या उंचीतून पडला तितक्याच उंचीवर, जास्त उंचीवर की कमी उंचीवर परत येतो?
- तो तितक्याच उंचीवर परत येतो (ऊर्जा जात नाही).
- तो पडण्याच्या उंचीपेक्षा जास्त वर येतो.
- तो पडण्याच्या उंचीपेक्षा कमी वर येतो (काही ऊर्जा जाते).
2 · मांडणी
- उसळणारा चेंडू प्रीसेट उघडा. जमिनीपासून चेंडूची सुरुवातीची उंची व वस्तुमान नोंदवा.
- उंची-प्रोब चेंडूवर जोडला आहे याची खात्री करा — तो मीटरमध्ये जमिनीपासून चेंडूची उंची सांगतो.
- सिम्युलेशन चालवा व चेंडू पडून उसळू द्या. पहिल्या पुनरागमनाच्या टोकावर थांबा व गाठलेली शिखर-उंची नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| वस्तुमान (kg) | पडण्याची उंची (m) | गुरुत्वीय PE (J) | उसळी उंची (पहिली उसळ) (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.50 | ||
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.50 | 2.50 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी पुनरागमन उंची (y-अक्ष) विरुद्ध पडण्याची उंची (x-अक्ष) आलेखित करा. रेषेचा आकार वर्णन करा.
4 · विश्लेषण
- प्रत्येक ओळीसाठी पुनरागमन उंची ÷ पडण्याची उंची. तुमच्या तीन फेर्यांत हे गुणोत्तर काय दर्शवते?
- चेंडूची प्रत्यास्थता 0.8 आहे. ते मूल्य वर्ग करा व वर गणना केलेल्या गुणोत्तराशी तुलना करा. कोणते नाते सापडते?
5 · विस्तार
- तुम्ही सापडलेले उंची-गुणोत्तर उसळी दर उसळी स्थिर राहिले तर, पहिल्या फेरीसाठी *दुसऱ्या* पुनरागमनाची शिखर-उंची भाकीत करा. शिखर-उंची 1 cm खाली येईपर्यंत किती उसळ्या लागतील?
- खऱ्या पडणाऱ्या चेंडूला प्रत्येक उसळीवर थोडी ऊर्जा हवा-प्रतिकार व आवाजातही जाते. खऱ्या चेंडूच्या पुनरागमन उंच्या इथे सापडलेल्या आदर्श e² आकृतीपेक्षा जास्त वेगाने की कमी वेगाने घसरतील असे वाटते?
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा
सोडण्याआधी चेंडूच्या जमिनीवरील उंचीत साठवलेली ऊर्जा — हीच ऊर्जा-बजेट जी पडताना गतिज ऊर्जेत व उसळल्यावर परत उंचीत बदलते.
गतिज ऊर्जा
चेंडूच्या गतीची ऊर्जा. आघाताआधी जवळजवळ सर्व पडण्याची PE ही KE मध्ये बदललेली असते; उसळी त्या KE चा फक्त अंश परत देते, म्हणूनच पुनरागमन पडण्याच्या उंचीपर्यंत पोहोचत नाही.
यांत्रिकी
- प्रक्षेप्य गती व गतिज ऊर्जा
- उतारावरील चेंडू: घर्षणहीन उतारावरील ऊर्जा
- घर्षण उतारावरील घन: स्थैतिक-घर्षण सीमा शोधणे
- अंतिम चाल: ड्रॅगमधून पडणे
- बल प्रयोगशाळा: न्यूटनचा दुसरा नियम
- विरुद्ध बले: न्यूटनचा दुसरा नियम व संवेग
- प्रत्यास्थ टक्कर व संवेग संवरकता
- अप्रत्यास्थ टक्कर व संवेग संवरकता
- न्यूटनचे होडे: संवेग व ऊर्जा हस्तांतरण
- सरल लंब
- स्प्रिंगला टांगलेले वस्तुमान: सरल आवर्ती गती
- एकसमान वृत्तीय गती व अभिकेंद्र बल