Zıplayan Top: Çarpma Halinde Enerji Kaybı

1 · Tahmin Et

Bir top düşürülüp yerden sektiğinde, bırakıldığı yüksekliğe mi, daha yüksek bir yüksekliğe mi yoksa daha düşük bir yüksekliğe mi geri dönüyor?

2 · Kurulum

  1. Zıplayan Top ön ayarını açın. Topun yerden başlangıç ​​yüksekliğine ve kütlesine dikkat edin.
  2. Yükseklik sondasının topa takılı olduğunu doğrulayın; topun yerden yüksekliğini metre cinsinden bildirir.
  3. Simülasyonu çalıştırın ve topun düşmesine ve sıçramasına izin verin. İlk geri tepmenin zirvesinde duraklayın ve ulaşılan zirve yüksekliğini kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Kütle (kg)Düşme Yüksekliği (m)Yerçekimi PE (J)Geri Tepme Yüksekliği (1. sıçrama) (m)
1.001.50
1.002.00
1.502.50

Üç denemeniz için geri tepme yüksekliğinin (y ekseni) düşme yüksekliğine (x ekseni) grafiğini çizin. Çizginin şeklini açıklayın.

4 · Analiz et

  1. Her sıra için geri tepme yüksekliğini düşme yüksekliğine bölün. Üç denemenizde bu oran hakkında ne fark ettiniz?
  2. Topun iadesi 0,8'dir. Bu değerin karesini alın ve yukarıda hesapladığınız oranla karşılaştırın. Nasıl bir ilişki buluyorsunuz?

5 · Uzat

  1. Bulduğunuz yükseklik oranı sıçramadan sonra sabit kalıyorsa, ilk denemeniz için *ikinci* geri sıçramanın en yüksek yüksekliğini tahmin edin. Tepe yüksekliğinin 1 cm'nin altına düşmesi için kaç sıçrama gerekir?
  2. Gerçek bir düşen top, her zıplamada hava direnci ve ses nedeniyle bir miktar enerji kaybeder. Gerçek bir topun geri tepme yüksekliğinin, burada bulduğunuz ideal e² modelinden daha hızlı mı yoksa daha yavaş mı düşmesini beklersiniz?

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

Yerçekimi Potansiyel Enerjisi

Topun serbest bırakılmadan hemen önce yerden yüksekliğinde depolanan enerji; bu, düşme sırasında kinetik enerjiye ve sıçrama sonrasında tekrar yüksekliğe dönüşmek için mevcut olan enerji bütçesidir.

Kinetik Enerji

Topun hareketinin enerjisi. Çarpmadan hemen önce, aslında düşmenin PE'sinin tamamı KE'ye dönüştü; sıçrama daha sonra bu KE'nin yalnızca bir kısmını geri getirir, bu nedenle geri tepme düşme yüksekliğinin altında kalır.

← Deneye geri dön