Inhoud
- Energieoverdracht van kinetisch naar potentieel en weer terug
- Dubbele bal laten vallen
- De versnelling van een gevallen bal volgen
- Galileo-gedachte-experiment
Hoewel een bal laten vallen en laten stuiteren een alledaags verschijnsel lijkt, zijn er in dit scenario veel krachten aan het werk. Verschillende verschillende projecten kunnen onthullen dat energieoverdracht of versnelling plaatsvindt.
Energieoverdracht van kinetisch naar potentieel en weer terug
Wanneer een gevallen bal tegen de grond botst, wordt zijn kinetische energie omgezet in potentiële energie wanneer de bal samendrukt. Terwijl de elasticiteit van de ballen ervoor zorgt dat deze uitzet, wordt potentiële energie weer omgezet in kinetische energie in de vorm van de bal die terug van de grond stuitert. Om deze overdracht van energie te zien, laat je verschillende soorten ballen op dezelfde hoogte op de grond vallen en kijk je hoe hoog elk type bal terugkaatst. Bepaal welke ballen het meest efficiënt zijn in het overbrengen van kinetische energie naar potentiële energie en weer terug.
Dubbele bal laten vallen
Energie kan worden overgedragen van kinetisch naar potentieel, en het kan ook worden overgedragen tijdens een botsing. Om deze overdracht van energie te observeren, begin je door een basketbal vanaf een bepaalde hoogte te laten vallen en vervolgens te meten hoe hoog het stuitert. Laat het basketbal vervolgens van dezelfde hoogte vallen, maar deze keer met een racquetball er bovenop. Noteer de hoogte van het basketbal op deze druppel en vergelijk het met de hoogte van de eerste druppel.
De versnelling van een gevallen bal volgen
Een bal versnelt naar de grond nadat hij is gevallen en je kunt deze versnelling volgen met een videocamera en een projector. Begin met video-opname van een persoon die een bal laat vallen en die bal de grond raakt met een snelheid van ongeveer 60 frames per seconde. Alle actie moet in hetzelfde frame plaatsvinden. Projecteer vervolgens de video van de vallende bal op een groot vel of meerdere vellen papier dat aan een muur is geplakt. Plot dan de ballen één frame tegelijk laten vallen. Het moet duidelijk zijn dat de bal verder van frame naar frame beweegt, hoe dichter bij de grond die hij krijgt.
Galileo-gedachte-experiment
Galileo toonde beroemd dat alle objecten in hetzelfde tempo vallen door twee kanonskogels met verschillende gewichten van de scheve toren van Pisa te laten vallen. Hij stelde ook een gedachte-experiment voor om hetzelfde concept te demonstreren. Om dit gedachte-experiment uit te voeren, knoop je een grote bal aan een kleinere bal. Laat beide ballen tegelijkertijd vallen en zie hoe lang ze erover doen om de grond te raken. Koppel vervolgens de twee ballen los en laat ze tegelijkertijd weer vallen. Volgens Galileo moet de hoeveelheid tijd voor de "samengevoegde" drop en de twee afzonderlijke ballen hetzelfde zijn, aangezien geen van beide ballen aan de andere trok terwijl de twee waren vastgemaakt.