Trambulinos kísérlettel a mozgási energia nyomában
Kísérletünk elrendezését az alábbi ábra szemlélteti:
Egy falemezből álló, libikókaszerű trambulin egyik végére, ismert tömegű súlyt ejtünk. Sebességét (v1) lassított videofelvételről számítjuk ki.
A jobb oldalon a felfelé induló golyónak szintén hasonló módon mérjük a sebességét (v2).
Kísérletünk során, az ábrán feltüntetett adatokat kaptuk, amelyek alapján mindkét oldalnak kiszámoltuk a lendületét, és mozgási energiáját is.
A lendületekben igen nagy a különbség, - tehát a lendületmegmaradás törvényét itt nem tanulmányozhatjuk. (Az 1. golyó lendülete 1,25 kgm/s, míg a másiké 0,57 kgm/s-nak adódott).
A mozgási energiák kiszámításával már szerencsésebben jártunk.
A becsapódó golyó mozgási energája (E1) megegyezik a jobboldali (E2) mozgási energia és a trambulin forgási energiájának (Eforg) összegével!
E1 =1,6 J, Eforg=0,5 J, E2=1,1
Vagyis az energiamegmaradást tudtuk mérésünkkel illusztrálni:
E1 = Eforg + E2
(A forgási energia kiszámítása tanári segítséggel történt, mivel az az általános iskolában nem ismert eljárásról van szó).
A kísérlet sarkalatos pontja, a súlyok sebességmérése, amit mi lassított videóval végeztünk. A mozgási energiát az egyes súlyok esetében, emelkedési magasságukból (helyzeti energia változásukból) is kiszámíthatjuk, mivel az megegyezik, elért mozgási energiájukkal, a trambulinnal való érintkezéskor.
A galériában a kísérletről fotót is közlünk.