Skákajúca lopta: strata energie pri náraze

1 · Predikuj

Keď sa lopta pustí a odrazí od podlahy, odrazí sa do rovnakej výšky, z akej padala, do vyššej alebo nižšej?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu Skákajúca lopta. Poznamenaj štartovaciu výšku lopty nad podlahou a jej hmotnosť.
  2. Over, že sonda výšky je pripojená na loptu — udáva výšku lopty nad podlahou v metroch.
  3. Spusti simuláciu a nech loptu padnúť a odraziť sa. Pauzni na vrchu prvého odrazu a zaznamenaj dosiahnutú vrcholnú výšku.

3 · Zbieraj údaje

Hmotnosť (kg)Výška pádu (m)Gravitačná PE (J)Výška odrazu (1. odraz) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Zaznamenaj výšku odrazu (os y) verzus výšku pádu (os x) pre svoje tri pokusy. Opíš tvar krivky.

4 · Analyzuj

  1. Pre každý riadok vydeľ výšku odrazu výškou pádu. Čo si všimneš na tomto pomere vo svojich troch pokusoch?
  2. Odrazivosť lopty je 0.8. Umocni túto hodnotu na druhú a porovnaj s pomerom vypočítaným vyššie. Aký vzťah nachádzaš?

5 · Rozšír

  1. 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?
  2. 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?

Fyzika za týmto experimentom

Gravitačná potenciálna energia

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

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.

← Späť na experiment

Mechanika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky