Buaian Newton: Pemindahan Momentum dan Tenaga

1 · Ramal

Jika anda menarik bola pertama ke belakang ke ketinggian pelepasan h dan membiarkannya berayun ke dalam barisan, apa yang menentukan betapa pantas bola terakhir terbang keluar?

2 · Susun

  1. Buka praset Buaian Newton dalam eksperimen bebas.
  2. Seret bola paling kiri ke luar dan ke atas untuk menetapkan ketinggian pelepasan, kemudian baca berapa tinggi ia duduk di atas titik rehatnya.
  3. Lepaskan bola dan biarkannya berayun turun ke dalam barisan bola bersentuhan. Tonton bola mana yang terbang keluar di hujung jauh, dan betapa tinggi ia berayun.

3 · Kumpul Data

Jisim bola (kg)Ketinggian pelepasan (m)PE pelepasan (J)Laju keluar bola hujung (m/s)
1.000.30
1.000.50
1.000.70

Plot laju keluar bola hujung (paksi-y) melawan ketinggian pelepasan (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah hubungannya garis lurus?

4 · Analisis

  1. Bagi setiap baris, kira PE pelepasan (mgh) dan KE hentaman yang patut ada pada bola pertama sejurus sebelum sampai ke bawah ayunannya (½mv², menggunakan farSpeed terukur anda bagi v). Bagaimana dua tenaga itu dibandingkan?
  2. Menggunakan keabadian momentum dan tenaga kinetik bagi satu rantaian jisim sama, terangkan mengapa bola hujung keluar dengan (lebih kurang) laju hentaman bola pertama, sementara bola di antara hampir tidak bergerak langsung.

5 · Lanjutkan

  1. Mengapa bola tengah hampir tidak bergerak, walaupun impuls daripada perlanggaran melalui setiap satu daripada mereka?
  2. Dalam eksperimen bebas, adakah bola hujung pernah berayun tepat setinggi ketinggian pelepasan anda? Apa yang jurang itu (jika ada) beritahu anda tentang betapa kenyalnya perlanggaran sebenarnya?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Tenaga Keupayaan Graviti

Bola yang ditarik balik menyimpan tenaga sama dengan beratnya darab berapa jauh anda mengangkatnya di atas titik rehatnya -- inilah yang menggerakkan seluruh tindak balas rantaian setelah dilepaskan.

Tenaga Kinetik

Ketika bola yang dilepaskan berayun turun, PE tersimpannya bertukar kepada KE; di bawah, KE itulah yang diserahkan hampir sepenuhnya kepada bola hujung melalui rantaian perlanggaran.

← Kembali ke eksperimen

Mekanik

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma