Прыгающий шарик
Порядок исследования Сосчитать количество повторных прыжков после первого удара о землю. Вычислить объём полости шарика. Выбрать шаг для заполнения шарика водой. Выбрать параметры для сравнительной характеристики.
Характеристика шарика По правилам ITTF (Международной федерации настольного тенниса) диаметр мяча для настольного тенниса должен быть 40 + 0, 5 мм. Масса мяча должна быть 2, 7 г. Мяч должен быть белого или оранжевого цвета, матовый.
Порядок приведения исследования 1. Вначале мы выбрали высоту с которой будет падать мяч – 1 м. 2. После, сосчитали количество «подскоков» после падения: 25 + 3 ударов
Объём внутренней полости мяча. Объём шара:
Объём внутренней полости мяча. Учитывая толщину стенок мяча, объём внутренней полости около 32 см 3
Порядок проведения исследования Поскольку внутренний объём кратный числу 4 мы решили заполнять шар водой с шагом в 4 мл.
Средняя высота, на которую поднимается мяч после первого удара об пол, составила 60 см. Для сравнительной характеристики мы выбрали высоту подъёма после соударения с полом и потенциальную энергию шара. Вычислили сколько процентов от первоначальной энергии остаётся у шара, подсчитали относительную погрешность измерений.
60 50 40 Полый шар 4 мл. 8 мл. 12 мл. 20 мл. 24 мл. 28 мл. 32 мл. 30 20 10 0 Диаграмма "Падающий шарик"
P=O, пока шар падает P>O, шар коснулся земли
Почему шарик с водой теряет высоту? Вода во время падения принимает форму близкую к форме шара. Но в момент соприкосновения с полом опять обретает вес. Вес воды направлен вниз вертикально и именно эта сила влияет на высоту следующего прыжка.
Заключение: 1. Мы выяснили, что более упругий удар получается у полого или полностью заполненного водой шара. 2. В зависимости от количества воды внутри шара уменьшается высота «Подскока» шарика. Эта зависимость носит обратно пропорциональный характер. 3. Такая зависимость наблюдается благодаря тому, что во время падения шар и вода внутри находятся в состоянии невесомости.
Задача Вычислите скорость шарика перед соприкосновением с полом и сразу после удара, если он подпрыгнул на 60 см? Сопротивление воздуха не учитывать. ( масса шарика m=2, 7 г, шарик падал с высоты h=1 м).