Mechanika
Skákajúca lopta
Sleduj, ako každý odraz padá o trochu nižšie, keď sa energia stráca.
Skákajúca lopta — interaktívna simulácia Mechanika. Sleduj, ako každý odraz padá o trochu nižšie, keď sa energia stráca. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Strata energie pri odrazoch
Skákajúca lopta stráca mechanickú energiu pri každom náraze, keď odrazivosť je menšia než 1. Každý odraz dosiahne nižšie.
Kinetická energia sa mení na potenciálnu na vrchu každého odrazu, ale náraz s podlahou je nepružný. Odrazivosť pod 1 znamená, že lopta opúšťa podlahu pomalšie, než prišla, takže vrchol klesá pri každom cykle.
- KE + PE = E (klesá pri každom odraze)
- Odrazivosť e < 1
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Keď sa lopta pustí a odrazí od podlahy, odrazí sa do rovnakej výšky, z akej padala, do vyššej alebo nižšej?
Predikcie na zváženie
- Odráža sa do rovnakej výšky (žiadna energia sa nestratí).
- Odráža sa vyššie než výška pádu.
- Odráža sa nižšie než výška pádu (časť energie sa stratí).
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Hmotnosť (kg)
- Výška pádu (m)
Čo meriaš:
- Gravitačná PE (J)
- Výška odrazu (1. odraz) (m)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu Skákajúca lopta. Poznamenaj štartovaciu výšku lopty nad podlahou a jej hmotnosť.
- Over, že sonda výšky je pripojená na loptu — udáva výšku lopty nad podlahou v metroch.
- Spusti simuláciu a nech loptu padnúť a odraziť sa. Pauzni na vrchu prvého odrazu a zaznamenaj dosiahnutú vrcholnú výšku.
Riadiaca rovnica
Gravitačná potenciálna energia — PE = m·g·h
Energia uložená vo výške lopty nad podlahou tesne pred pustením — toto je energetický rozpočet dostupný na premenu na kinetickú energiu počas pádu a po odraze späť na výšku.
Kinetická energia — KE = ½·m·v²
Energia pohybu lopty. Tesne pred nárazom sa v podstate celá PE pádu premenila na KE; odraz potom vráti len časť tejto KE, preto odraz nedosiahne výšku pádu.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre každý riadok vydeľ výšku odrazu výškou pádu. Čo si všimneš na tomto pomere vo svojich troch pokusoch?
- Odrazivosť lopty je 0.8. Umocni túto hodnotu na druhú a porovnaj s pomerom vypočítaným vyššie. Aký vzťah nachádzaš?
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Ak sa pomer výšok, ktorý si našiel, drží odraz za odrazom, predikuj vrcholnú výšku *druhého* odrazu pre svoj prvý pokus. Koľko odrazov by trvalo, kým vrcholná výška klesne pod 1 cm?
- Skutočne pustená lopta stratí pri každom odraze aj trochu energie na odpor vzduchu a zvuk. Očakával by si, že výšky odrazov skutočnej lopty budú klesať rýchlejšie alebo pomalšie než idealizovaný vzor e², ktorý si tu našiel?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Middle School Physical Science — Kinetic energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- Vitaj pri skákajúcej lopte
- Vyber loptu
- Stlač Prehrať
- Dozmierajúce odrazy
- Otvor údaje
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →