Mekanik
Studsande boll
Se varje studs gå lite lägre när energi går förlorad.
Studsande boll — interaktiv Mekanik-simulering. Se varje studs gå lite lägre när energi går förlorad. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Energiförlust vid studsar
En studsande boll förlorar mekanisk energi vid varje stöt när restitutionen är mindre än 1. Varje studs når en lägre höjd.
Rörelseenergi omvandlas till lägesenergi i toppen av varje studs, men kollisionen med golvet är oelastisk. Restitution under 1 betyder att bollen lämnar golvet långsammare än den kom, så topphöjden minskar för varje cykel.
- KE + PE = E (minskar vid varje studs)
- Restitution e < 1
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
När en boll tappas och studsar mot golvet, återgår den då till samma höjd som den släpptes från, en högre höjd eller en lägre höjd?
Förutsägelser att väga
- Den studsar tillbaka till samma höjd (ingen energi går förlorad).
- Den studsar högre än släpphöjden.
- Den studsar lägre än släpphöjden (lite energi går förlorad).
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Massa (kg)
- Fallhöjd (m)
Det du mäter:
- Gravitationell PE (J)
- Studshöjd (1:a studsen) (m)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Studsande boll. Notera bollens starthöjd över golvet och dess massa.
- Kontrollera att höjdproben sitter på bollen — den rapporterar bollens höjd över golvet i meter.
- Kör simuleringen och låt bollen falla och studsa. Pausa vid toppen av första studsen och notera högsta uppnådda höjd.
Styrande ekvation
Gravitationell potentiell energi — PE = m·g·h
Energin lagrad i bollens höjd över golvet precis före släppet — detta är energibudgeten som kan omvandlas till rörelseenergi under fallet och, efter studs, tillbaka till höjd.
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Bollens rörelseenergi. Precis före stöten har i princip hela släpphöjdens lägesenergi omvandlats till rörelseenergi; studsen ger tillbaka bara en bråkdel av den rörelseenergin, vilket är varför studsens höjd blir lägre än släpphöjden.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Dividera studshöjden med släpphöjden för varje rad. Vad lägger du märke till om denna kvot genom dina tre försök?
- Bollens restitutionskoefficient är 0,8. Kvadrera det värdet och jämför med kvoten du beräknade ovan. Vilket samband hittar du?
Var det här syns utanför labbet
- Om höjdkvoten du fann förblir konstant studs efter studs, förutsäg topphöjden för den *andra* studsen i ditt första försök. Hur många studsar tar det innan topphöjden sjunker under 1 cm?
- En verkligt tappad boll förlorar också lite energi till luftmotstånd och ljud vid varje studs. Skulle du förvänta dig att en verklig bolls studshöjder avtar snabbare eller långsammare än det idealiserade e²-mönstret du fann här?
- 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
- Välkommen till Studsande boll
- Välj bollen
- Tryck på Spela upp
- Döende studsar
- Öppna data
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.