Головна | Реєстрація | Вхід | RSSПонеділок, 14.07.2025, 16:26

Мій сайт

Меню сайту
Категорії розділу
Мої файли [24]
Наше опитування
Оцініть мій сайт
Всього відповідей: 14
Міні-чат
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Каталог файлів


«Кулька, що відскакує»
[ Викачати з сервера (314.0 Kb) ]06.12.2015, 13:57

Постановка задачі: «Якщо ви відпустите кульку для пінг-понгу, яку ви утримували над твердою горизонтальною поверхнею, вона відскочить. Характер зіткнення зміниться, якщо в кульці є рідина. Дослідіть, як залежить характер зіткнення від кількості рідини усередині кульки та інших параметрів».

Проведення експерименту

     Кулька падала з різної висоти з закріпленого горизонтально жолоба. Висота підйому визначалася за допомогою лінійки та міліметрового паперу закріпленого на вертикальному екрані. Дані оброблялися за допомогою комп'ютерної програми Microsoft Excel

     При падінні з різної висоти поведінка порожньої кульки, та  кульки, заповненої водою суттєво відрізнялась: для порожньої кульки простежується лінійна залежність між висотою падання і висотою підйому після удару об дерев’яну поверхню столу. Із збільшенням кількості води  спостерігається зменшення висоти підйому, крім того кулька без води відскакувала від поверхні столу кілька разів, а кулька з водою лише один, а із збільшенням кількості води при заповненні кульки більше ніж на половину, інколи  взагалі не підскакувала. Кулька заповнена повністю(25 мл) поводить себе  так точно, як порожня.   

     На графіку залежності висоти підйому від кількості води в кульці спостерігаємо різке зменшення висоти підйому кульки, заповненої трьома-сімома мілілітрами води.   Аналогічна картина спостерігалась для всіх висот падіння:  кулька, в якій більше 8 мл води підстрибувала вище, ніж та, що вміщала  3-7 мл води. Ми вважаємо, що це можна пояснити таким чином: при такому співвідношенні об’ємів кульки та води відбувається їх коливання в протифазі, таким чином швидкість руху води та кульки напрямлені так, що їх векторна сума мінімальна. Якщо кульку заповнити невеликою кількістю води, то при вільному падінні систему кулька-вода можна розглядати як єдине тіло, а в момент удару рух води і кульки не є синхронним. Адже при незакритому отворі спостерігається вихлюпування води в момент удару, отже рідина в цей момент рухається вгору, а кулька вниз.  

      Порожня кулька, піднята на висоту  має потенціальну енергію , яка в момент удару перетворюється на кінетичну енергію = , яка в свою чергу перетвориться на потенціальну і дасть можливість кульці підскочити на деяку висоту . Якби не було втрат механічної енергії, то ці висоти були б однаковими.     

 У випадку, коли кулька заповнена водою, при ударі об тверду поверхню її не можна розглядати як однорідне тіло, адже в момент удару оболонка кульки і рідина всередині поводять себе по різному. Під час удару частина енергії затрачується на гасіння інерції води.

         Зміна імпульсу у випадку порожньої кульки визначається за формулою:

Δ )=m ( - )≈4,43 m ( - ),

де . висота падіння, а  висота підйому кульки під час стрибка.

   Розглянемо кульку, заповнену водою: вода в момент удару кульки об поверхню столу підстрибне  і удариться об верхню стінку кульки, передавши їй імпульс   відскакуючи від стінки вона передає такий самий імпульс. Отже, в момент удару вода передасть кульці імпульс 2 .  І закон збереження імпульсу матиме вигляд: ( , де

   де d – діаметр кульки.

      Зміна імпульсу визначається за формулою:

Δ  - 2  -  - = )- )

 

Дослідження показали, що зміна імпульсу порожньої та повністю заповненої кульки майже однакові, для кульок заповнених різною кількістю води маємо схожі графіки.

 

 

Категорія: Мої файли | Додав: kompotusold
Переглядів: 478 | Завантажень: 9 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
avatar
Вхід на сайт
Пошук
Друзі сайту

Copyright MyCorp © 2025