Bola Melantun: Kehilangan Tenaga pada Hentaman
1 · Ramal
Apabila satu bola dijatuhkan dan melantun dari lantai, adakah ia melantun semula ke ketinggian yang sama ia dijatuhkan, lebih tinggi, atau lebih rendah?
- Ia melantun semula ke ketinggian yang sama (tiada tenaga hilang).
- Ia melantun semula lebih tinggi daripada ketinggian jatuh.
- Ia melantun semula lebih rendah daripada ketinggian jatuh (sedikit tenaga hilang).
2 · Susun
- Buka praset Bola Melantun. Perhatikan ketinggian mula bola di atas lantai dan jisimnya.
- Sahkan prob ketinggian melekat pada bola -- ia melaporkan ketinggian bola di atas lantai dalam meter.
- Jalankan simulasi dan biarkan bola jatuh dan melantun. Jeda pada puncak lantunan pertama dan rekod ketinggian puncak yang dicapai.
3 · Kumpul Data
| Jisim (kg) | Ketinggian Jatuh (m) | PE Graviti (J) | Ketinggian Lantunan (lantunan ke-1) (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.50 | ||
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.50 | 2.50 |
Grafkan ketinggian lantunan semula (paksi-y) melawan ketinggian jatuh (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Huraikan bentuk garis itu.
4 · Analisis
- Bagi setiap baris, bahagikan ketinggian lantunan semula dengan ketinggian jatuh. Apa yang anda perhatikan tentang nisbah ini merentasi tiga percubaan anda?
- Pemulihan bola ialah 0.8. Kuadratkan nilai itu dan bandingkan dengan nisbah yang anda kira di atas. Hubungan apa yang anda temui?
5 · Lanjutkan
- Jika nisbah ketinggian yang anda temui kekal malar lantunan demi lantunan, ramalkan ketinggian puncak lantunan semula *kedua* bagi percubaan pertama anda. Berapa banyak lantunan diperlukan sebelum ketinggian puncak jatuh di bawah 1 cm?
- Bola yang dijatuhkan sebenar juga kehilangan sedikit tenaga kepada rintangan udara dan bunyi pada setiap lantunan. Adakah andajangkan ketinggian lantunan semula bola sebenar susut lebih pantas atau lebih perlahan daripada corak e² terideal yang anda temui di sini?
Fizik di Sebalik Eksperimen Ini
Tenaga Keupayaan Graviti
Tenaga tersimpan dalam ketinggian bola di atas lantai sejurus sebelum dilepaskan -- inilah bajet tenaga tersedia untuk bertukar menjadi tenaga kinetik semasa jatuh dan, selepas lantunan, kembali menjadi ketinggian.
Tenaga Kinetik
Tenaga gerakan bola. Sejurus sebelum hentaman, hampir semua PE jatuh telah bertukar kepada KE; lantunan kemudian memulangkan hanya sebahagian daripada KE itu, sebab itulah lantunan semula kurang daripada ketinggian jatuh.
Mekanik
- Gerakan Projekril & Tenaga Kinetik
- Bola di atas Tanjakan: Tenaga di Satah Condong Tanpa Geseran
- Blok di atas Tanjakan Geseran: Mencari Ambang Geseran-Statik
- Laju Penamat: Jatuh Melalui Seretan
- Makmal Daya: Hukum Kedua Newton
- Daya Bertentangan: Hukum Kedua Newton & Momentum
- Perlanggaran Kenyal & Keabadian Momentum
- Perlanggaran Tak Kenyal & Keabadian Momentum
- Buaian Newton: Pemindahan Momentum dan Tenaga
- Bandul Ringkas
- Jisim pada Spring: Gerakan Harmonik Ringkas
- Gerakan Membulat Seragam & Daya Sentripetal