Sprettende ball: energitap ved treff

1 · Prediker

Når en ball slippes og spretter fra gulvet, spretter den tilbake til samme høyde som den ble sluppet fra, en høyere høyde eller en lavere høyde?

2 · Oppsett

  1. Åpne Sprettende ball-forhåndsinnstillingen. Noter kulens starthøyde over gulvet og massen dens.
  2. Bekreft at høydesonden er festet til ballen — den rapporterer ballens høyde over gulvet i meter.
  3. Kjør simuleringen og la ballen falle og sprette. Pause på toppen av det første spranget og registrer makshøyden som nås.

3 · Samle inn data

Masse (kg)Fallhøyde (m)Gravitasjonell PE (J)Spretthøyde (1. sprett) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Grafe spretthøyde (y-akse) mot fallhøyde (x-akse) for dine tre forsøk. Beskriv linjens form.

4 · Analyser

  1. For hver rad, del spretthøyden på fallhøyden. Hva legger du merke til ved dette forholdet på tvers av dine tre forsøk?
  2. Ballens restitusjon er 0,8. Kvadrer den verdien og sammenlign den med forholdet du beregnet over. Hvilken sammenheng finner du?

5 · Utvid

  1. Hvis høydeforholdet du fant forblir konstant sprett etter sprett, forutsi makshøyden til det *andre* spranget for ditt første forsøk. Hvor mange sprett ville det ta før makshøyden faller under 1 cm?
  2. En ekte sluppet ball mister også litt energi til luftmotstand og lyd ved hvert sprett. Ville du forventet at en ekte balls spretthøyder falt raskere eller saktere enn det idealiserte e²-mønsteret du fant her?

Fysikken bak dette eksperimentet

Gravitasjonell potensiell energi

Energien lagret i ballens høyde over gulvet rett før utløsning — dette er energibudsjettet som er tilgjengelig for å omformes til kinetisk energi under fallet, og etter spranget tilbake til høyde.

Kinetisk energi

Ballens bevegelsesenergi. Rett før treffet er i praksis all fallens PE omformet til KE; spranget returnerer deretter bare en brøkdel av denne KE-en, og det er derfor spranget blir kortere enn fallhøyden.

← Tilbake til eksperimentet

Mekanikk

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark