Leagănul lui Newton: transfer de impuls și energie

1 · Prezice

Dacă tragi prima bilă înapoi până la o înălțime de eliberare h și o lași să lovească șirul, ce determină cât de repede iese ultima bilă?

• Bila din capăt pleacă cu aproximativ aceeași viteză pe care a avut-o prima bilă la impact.
• Bila din capăt pleacă mai încet, pentru că bilele din mijloc absoarbă o parte din mișcare.
• Bila din capăt pleacă mai repede decât viteza de impact a primei bile.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea Leagănul lui Newton în sandbox.
2. Trage bila din stânga în afară și în sus pentru a seta o înălțime de eliberare, apoi citește cât de sus stă față de punctul ei de repaus.
3. Eliberează bila și las-o să coboare în șirul de bile care se ating. Privește care bile ies pe partea cealaltă și cât de sus oscilează.

3 · Colectează date

Plotează viteza de ieșire a bilei din capăt (axa y) în funcție de înălțimea de eliberare (axa x) pentru cele trei încercări. Relația este o dreaptă?

4 · Analizează

1. Pentru fiecare rând, calculează EP de eliberare (mgh) și EC de impact pe care ar trebui să o aibă prima bilă chiar înainte să ajungă în punctul de jos al oscilației (½mv², folosind farSpeed-ul tău măsurat pentru v). Cum se compară cele două energii?
2. Folosind conservarea impulsului și a energiei cinetice pentru un lanț de mase egale, explică de ce bila din capăt pleacă cu (aproximativ) viteza de impact a primei bile, în timp ce bilele din mijloc abia se mișcă.

5 · Extinde

1. De ce abia se mișcă bilele din mijloc, deși impulsul de la ciocnire trece prin fiecare dintre ele?
2. În sandbox, oscilează vreodată bila din capăt exact atât de sus cât înălțimea ta de eliberare? Ce îți spune diferența (dacă există) despre cât de elastice sunt ciocnirile în realitate?

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit