กลศาสตร์
ลูกบอลกระเด้ง
ดูการเด้งแต่ละครั้งต่ำลงเรื่อย ๆ เมื่อพลังงานสูญเสีย
ลูกบอลกระเด้ง — การจำลองกลศาสตร์แบบโต้ตอบ ดูการเด้งแต่ละครั้งต่ำลงเรื่อย ๆ เมื่อพลังงานสูญเสีย ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
การสูญเสียพลังงานในการเด้ง
ลูกบอลเด้งสูญเสียพลังงานกลทุกครั้งที่กระแทกเมื่อเรสติทิวชันต่ำกว่า 1 การเด้งแต่ละครั้งถึงความสูงที่ต่ำลง
พลังงานจลน์เปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์ที่ยอดการเด้งแต่ละครั้ง แต่การชนกับพื้นเป็นแบบไม่ยืดหยุ่น เรสติทิวชันต่ำกว่า 1 หมายความว่าลูกออกจากพื้นช้ากว่าที่มา ยอดความสูงจึงลดลงทุกรอบ
- KE + PE = E (ลดลงทุกครั้งที่กระดอน)
- สัมประสิทธิ์การคืนตัว e < 1
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
เมื่อปล่อยลูกบอลตกแล้วเด้งกับพื้น มันจะเด้งกลับขึ้นไปสูงเท่าจุดที่ปล่อย สูงกว่า หรือต่ำกว่า
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- เด้งกลับได้ความสูงเดิม (ไม่มีพลังงานสูญเสีย)
- เด้งกลับสูงกว่าความสูงที่ปล่อยตก
- เด้งกลับต่ำกว่าความสูงที่ปล่อยตก (พลังงานสูญเสียไปบางส่วน)
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- มวล (kg)
- ความสูงที่ปล่อย (m)
สิ่งที่คุณวัด:
- พลังงานศักย์โน้มถ่วง (J)
- ความสูงเด้งกลับ (การเด้งครั้งที่ 1) (m)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ Bouncing Ball สังเกตความสูงตั้งต้นของลูกบอลเหนือพื้นและมวลของมัน
- ตรวจว่าโพรบวัดความสูงติดอยู่กับลูกบอลแล้ว — มันรายงานความสูงของลูกบอลเหนือพื้นเป็นเมตร
- รันการจำลองแล้วปล่อยให้ลูกบอลตกและเด้ง หยุดที่จุดสูงสุดของการเด้งกลับครั้งแรกแล้วบันทึกความสูงสุดที่ถึง
สมการควบคุม
พลังงานศักย์โน้มถ่วง — PE = m·g·h
พลังงานที่สะสมในความสูงของลูกบอลเหนือพื้นก่อนปล่อย — นี่คืองบพลังงานที่มีให้เปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ระหว่างตก และหลังเด้งกลับเป็นความสูงอีกครั้ง
พลังงานจลน์ — KE = ½·m·v²
พลังงานของการเคลื่อนที่ของลูกบอล ก่อนชมือกระแทกพลังงานศักย์ของการตกแทบเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ทั้งหมด การเด้งส่งกลับเพียงเศษเสี้ยวของพลังงานจลน์นั้น จึงเป็นเหตุที่เด้งกลับไม่ถึงความสูงเดิม
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับแต่ละแถว หารความสูงที่เด้งกลับด้วยความสูงที่ปล่อยตก คุณสังเกตเห็นอะไรเกี่ยวกับอัตราส่วนนี้ตลอดสามรอบการทดลอง
- สัมประสิทธิ์การกระดอนของลูกบอลคือ 0.8 นำค่านี้ยกกำลังสองแล้วเทียบกับอัตราส่วนที่คำนวณไว้ข้างบน พบความสัมพันธ์ใด
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ถ้าอัตราส่วนความสูงที่คุณพบคงที่ในการเด้งทุกครั้ง ทำนายความสูงสุดของการเด้งกลับ*ครั้งที่สอง*สำหรับรอบแรกของคุณ ต้องเด้งกี่ครั้งความสูงสุดจึงจะต่ำกว่า 1 cm
- ลูกบอลที่ตกจริงยังสูญเสียพลังงานเล็กน้อยให้แรงต้านอากาศและเสียงในการเด้งแต่ละครั้ง คุณคาดหวังว่าความสูงการเด้งกลับของลูกบอลจริงจะลดลงเร็วกว่าหรือช้ากว่าแบบแผน e² อุดมคติที่พบที่นี่
- 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
- ยินดีต้อนรับสู่ลูกบอลเด้ง
- เลือกลูกบอล
- กดเล่น
- การเด้งที่ทุเลาลง
- เปิดข้อมูล
- ทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ