துள்ளும் பந்து: தாக்கத்தில் ஆற்றல் இழப்பு
1 · கணிப்பு
ஒரு பந்து கீழே விடப்பட்டு தரையில் துள்ளும்போது, அது விடப்பட்ட அதே உயரத்திற்கா, அதிக உயரத்திற்கா, அல்லது குறைந்த உயரத்திற்கா திரும்பி எழும்புகிறது?
- அது அதே உயரத்திற்கு திரும்பும் (ஆற்றல் எதுவும் இழக்கப்படாது).
- அது விடப்பட்ட உயரத்தை விட உயரமாக திரும்பும்.
- அது விடப்பட்ட உயரத்தை விட தாழ்வாக திரும்பும் (சில ஆற்றல் இழக்கப்படும்).
2 · அமைப்பு
- துள்ளும் பந்து முன்னமைப்பைத் திறங்கள். தரைக்கு மேல் பந்தின் தொடக்க உயரம் மற்றும் அதன் நிறையைக் குறியுங்கள்.
- உயர ஆய்வி பந்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளதை உறுதிப்படுத்துங்கள் — அது மீட்டர்களில், தரைக்கு மேல் பந்தின் உயரத்தைத் தெரிவிக்கிறது.
- உருவகத்தை இயக்கி, பந்து விழுந்து துள்ள விடுங்கள். முதல் திரும்பி எழும்பும் உச்சத்தில் இடைநிறுத்தி, அடைந்த உச்ச உயரத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| நிறை (kg) | வீழ்ச்சி உயரம் (m) | ஈர்ப்பு PE (J) | மீள் எழுச்சி உயரம் (1ஆம் துள்ளல்) (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.50 | ||
| 1.00 | 2.00 | ||
| 1.50 | 2.50 |
உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், விடப்பட்ட உயரத்திற்கு (x-அச்சு) எதிராக திரும்பி எழும்பும் உயரத்தை (y-அச்சு) வரையுங்கள். கோட்டின் வடிவத்தை விளக்குங்கள்.
4 · பகுப்பாய்வு
- ஒவ்வொரு வரிசைக்கும், திரும்பி எழும்பும் உயரத்தை விடப்பட்ட உயரத்தால் வகுங்கள். உங்கள் மூன்று முயற்சிகளிலும் இந்த விகிதத்தைப் பற்றி என்ன கவனிக்கிறீர்கள்?
- பந்தின் துள்ளல் 0.8. அந்த மதிப்பை இருமடியாக்கி, மேலே நீங்கள் கணக்கிட்ட விகிதத்துடன் ஒப்பிடுங்கள். என்ன தொடர்பு காண்கிறீர்கள்?
5 · நீட்டிப்பு
- நீங்கள் கண்ட உயர விகிதம் துள்ளலுக்கு துள்ளல் நிலையாக இருந்தால், உங்கள் முதல் முயற்சிக்கு *இரண்டாவது* திரும்பி எழும்பும் உச்ச உயரத்தை கணியுங்கள். உச்ச உயரம் 1 cm-க்கு கீழே விழும் முன் எத்தனை துள்ளல்கள் தேவை?
- உண்மையாக விடப்பட்ட பந்து, ஒவ்வொரு துள்ளலிலும் காற்று எதிர்ப்பு மற்றும் ஒலிக்கு சிறிது ஆற்றலை இழக்கிறது. உண்மையான பந்தின் திரும்பி எழும்பும் உயரங்கள், இங்கே நீங்கள் கண்ட இலட்சிய e² வடிவத்தை விட வேகமாகவா அல்லது மெதுவாகவா குறையும் என்று எதிர்பார்க்கிறீர்கள்?
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல்
விடுவிப்பதற்கு சற்று முன், தரைக்கு மேல் பந்தின் உயரத்தில் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் — இதுவே வீழ்ச்சியின்போது இயக்க ஆற்றலாகவும், துள்ளலுக்குப் பின் மீண்டும் உயரமாகவும் மாறக்கூடிய ஆற்றல் பட்ஜெட்.
இயக்க ஆற்றல்
பந்தின் இயக்கத்தின் ஆற்றல். தாக்கத்திற்கு சற்று முன், விடப்பட்ட PE கிட்டத்தட்ட முழுவதும் KE ஆக மாறியுள்ளது; துள்ளல் அந்த KE-இன் ஒரு பகுதியை மட்டுமே திருப்பித் தருகிறது, அதனால்தான் திரும்பி எழும்பும் உயரம் விடப்பட்ட உயரத்தை எட்டுவதில்லை.
எந்திரவியல்
- எறிபொருள் இயக்கம் & இயக்க ஆற்றல்
- சரிவில் பந்து: உராய்வற்ற சரிவில் ஆற்றல்
- உராய்வு சரிவில் கட்டை: நிலை-உராய்வு வாசலைக் கண்டறிதல்
- எல்லை வேகம்: இழுவை வழியாக வீழ்ச்சி
- விசை ஆய்வகம்: நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி
- எதிர் விசைகள்: நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி & உந்தம்
- மீள்ம மோதல்கள் & உந்த அழிவின்மை
- மீள்மற்ற மோதல் & உந்த அழிவின்மை
- நியூட்டன் தொட்டில்: உந்தம் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றம்
- எளிய ஊசல்
- ஸ்பிரிங்கில் நிறை: எளிய இசைவு இயக்கம்
- சீரான வட்ட இயக்கம் & மையநோக்கு விசை