Newtonovo nihalo: prenos gibalne količine in energije

1 · Predvidi

Če prvo žogo povlečeš nazaj do višine izpusta h in jo spustiš, da zamahne v vrsto, kaj določa, kako hitro zadnja žoga odleti ven?

2 · Pripravi

  1. Odpri prednastavitev Newtonovo nihalo v peskovniku.
  2. Povleči skrajno levo žogo navzven in navzgor, da nastaviš višino izpusta, nato odčitaj, kako visoko sedi nad svojo točko mirovanja.
  3. Spusti žogo in pusti jo zamahniti dol v vrsto stikujočih se žog. Glej, katere žoge odletijo na daleč strani in kako visoko zamahnejo.

3 · Zberi podatke

Masa žoge (kg)Višina izpusta (m)PE izpusta (J)Izhodna hitrost daleč žoge (m/s)
1.000.30
1.000.50
1.000.70

Nariši izhodno hitrost daleč žoge (os y) proti višini izpusta (os x) za svoje tri poskuse. Je razmerje premica?

4 · Analiziraj

  1. Za vsako vrstico izračunaj PE izpusta (mgh) in KE udarca, ki bi jo morala imeti prva žoga tik preden doseže dno zamaha (½mv², z izmerjenim farSpeed kot v). Kako se dve energiji primerjata?
  2. Z ohranitvijo gibalne količine in kinetične energije za verigo enakih mas razloži, zakaj daleč žoga odide s (približno) udarno hitrostjo prve žoge, žoge vmes pa komaj premaknejo.

5 · Razširi

  1. Zakaj srednje žoge komaj premaknejo, čeprav sunek trka gre skozi vsako od njih?
  2. V peskovniku daleč žoga kadar koli zamahne točno tako visoko kot tvoja višina izpusta? Kaj ti vrzel (če je) pove o tem, kako prožni trki res so?

Fizika za tem poskusom

Gravitacijska potencialna energija

Povleknjena žoga shrani energijo, enako svoji teži krat, kako visoko si jo dvignil nad njeno točko mirovanja — to poganja celotno verižno reakcijo po izpustu.

Kinetična energija

Ko spuščena žoga zamahuje dol, se njena shranjena PE pretvori v KE; na dnu se ta KE izroči skoraj v celoti daleč žogi skozi verigo trkov.

← Nazaj na poskus

Mehanika

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov