Oglejte si odboj žogice od merilnika sile!
|
|
Odboj teniške in žonglerske žogice
Odboj teniške in žonglerske žogice
Peter Gabrovec
srednja težka
20-45 min
Žogica za tenis
Graf spreminjanja lege žogice 1
Kateri graf pravilno prikazuje spreminjanje lege žogice v odvisnosti od časa?
Pravilen odgovor: A
Graf spreminjanja lege žogice 2
Graf prikazuje podatke, ki ste jih odčitali. Ali se graf kvalitativno ujema z vašo napovedjo?
| Vaša napoved: |
Ali vaša napoved ustreza meritvam?
Dobro vam gre, lahko gremo naprej!
Vaša napoved ne ustreza meritvam. Ponovno presodite, kateri graf najbolj ustreza meritvam.
Grafa sicer res nista povsem enaka, vendar se v kvalitativnem poteku dovolj dobro ujemata, da lahko rečemo, da je bila napoved pravilna.
Zdaj ko ste videli graf z meritvami, ponovno izberite graf, ki kvalitativno najbolje ponazarja meritve.
Hitrost
Iz grafa določite hitrost žogice pred trkom in po njem. Odgovora zapišite v ustrezni okenci!
Odgovora zapišite v ustrezna okenca!
Hitrost pred trkom: m/s.
Hitrost po trku: m/s.
Namig glede računanja: zaradi odstopanj posameznih odčitanih vrednosti je bolje vzeti pri računu hitrosti daljši časovni interval (seveda pa ne tolikšen, da bi že zajemal odboj), sicer lahko dobimo precejšna odstopanja.
Odgovor še vedno ni pravilen. Prava hitrost pred trkom je med in m/s, hitrost po trku pa med in m/s.
Odgovor ni povsem pravilen. Preverite predznak hitrosti!
Čestitamo, odgovor je pravilen.
Poskusite še enkrat! Bodite pozorni na enote.
Gibalna količina 1
Izračunajte spremembo gibalne količine žogice pri trku na posnetku. Za izračun uporabite hitrosti žogice iz prejšnjega vprašanja:
- pred trkom: m/s,
- po trku: m/s.
Poleg hitrosti potrebujete samo še en podatek. Kliknite na pravega za prikaz vrednosti!
Izračunano vrednost vpišite v okence: kgm/s.
Precej tipična napaka pri računu spremembe gibalne količine pri odboju je, da dijaki odštevajo absolutne vrednosti, ker ne upoštevajo pravilno smeri vektorjev gibalne količine.
Napačno. Pravilna sprememba gibalne količine je kgm/s, glede na vaše prejšnje meritve lahko odstopa za kgm/s.
Odgovor ni pravilen. V pomoč pri ponovnem razmisleku reši naslednje vprašanje.
Odgovor ni pravilen. Preverite račun in pazite na enote!
Masa žogice: g.
Ponovno razmislite, kako boste izračunali gibalno količino.
Gibalna količina 2
Katera skica najbolje prikazuje vektorja gibalne količine pred trkom in po njem?
pravilni odgovor je A.
Še enkrat premislite, kako se vektorja razlikujeta po velikosti in kako po smeri.
Razlika vektorjev gibalne količine
Katera skica pravilno kaže vektorja in in njuno razliko ?
Pravilen odgovor: D
Vaš odgovor je napačen. Pravilen odgovor je:
Ali sedaj veste, kako pravilno izračunati spremembo gibalne količine?
Pravilen odgovor. Ali sedaj veste, kako pravilno izračunati spremembo gibalne količine?
Pravilen odgovor je:
Ali sedaj veš, kako pravilno izračunati spremembo gibalne količine?
Ker je gibalna količina vektor in imata začetna in končna gibalna količina nasprotni smeri, je potrebno pri računanju velikosti razlike gibalne količine velikosti in sešteti.
Gibalna količina je vektor. Preberite si več o računanju z vektorji!
Poskusite še enkrat!
Sila stene
Kateri graf najbolje prikazuje silo stene na žogico med odbojem žogice od stene?
Pravilen odgovor: C
Graf spreminjanja sile stene
Z merilnikom sile smo izmerili, kako se sila stene na žogico spreminja s časom. Ali se meritev kvalitativno ujema z vašo napovedjo?
| Vaša napoved: Ali vaša napoved ustreza meritvam? |
Še enkrat primerjajte oba grafa! Zanima nas le kvalitativno ujemanje.
Dobro vam gre, lahko gremo naprej!
Zdaj, ko ste videli graf z meritvami, ponovno izberite graf, ki kvalitativno najbolje ponazarja meritve.
Sunek sile
Kako lahko iz grafa odčitamo sunek sile, ki ga je prejela žogica med trkom?
Pravilen odgovor: C
Dobro vam gre, lahko gremo naprej!
Poskusite še enkrat!
Sunek sile predstavlja ploščino pod krivuljo .
Ocena sunka sile
Iz grafa F(t) za proučevan primer ocenite, kolikšen sunek sile je prejela žogica.
Sunek sile stene je Ns.
Pri enačenju sunka sile, ki ga izmeri silomer, in spremembe gibalne količine je potrebno biti nekoliko pazljiv. Pri odboju kotaleče se žogice se namreč gibalna količina ne spremeni samo pri odboju od stene ampak nekoliko še kasneje, ko po odboju spet prileti na tla, zaradi trenja – več o tem je pojasnjeno na koncu kot zanimivost.
Za pravilen rezultat v tem koraku moramo zato za hitrost po trku vzeti hitrost tik po trku, preden prileti žogica ob tla (modro označeno območje na grafu)
Za pravilen rezultat v tem koraku moramo zato za hitrost po trku vzeti hitrost tik po trku, preden prileti žogica ob tla (modro označeno območje na grafu)
Odgovor je pravilen! Ali želite raziskati še odboj žonglerske žogice in preučiti njune razlike?
Končali ste z reševanjem nalog.
Pravilna vrednost je Ns. Ali želite raziskati še odboj žonglerske žogice in preučiti njune razlike?
Sunek sile je enak ploščini pod krivuljo . Vnesena vrednost ne ustreza meritvam. Določite ploščino še enkrat. Ploščino lahko ocenite s štetjem pravokotnikov, ki jih določa koordinatna mreža, pri tem pa ne pozabite upoštevati enot na grafu.
Žonglerska žogica
Poskus ponovimo z žonglersko žogico, ki je manj prožna od prve. Oglejte si posnetek!
|
|
Gibalna količina
Graf kaže spreminjanje hitrosti žogice. Iz teh podatkov in iz mase žogice ( g) določite spremembo gibalne količine med odbojem!
Sprememba gibalne količine je Ns.
Pravilno!
Pred trkom se je žogica kotalila in se pri tem ustavljala. Trk je potekal na označenem območju. Pozorno odčitajte hitrost pred trkom in po njem.
|
Pozorni bodite tudi pri enotah za maso! Poizkusite še enkrat.
Primerjava žogic
Spremembi gibalne količine sta bili pri obeh posnetkih skoraj enaki, največji izmerjeni sili pa precej različni ( N pri tenis žogici in N pri žonglerski). Izberite najustreznejši graf F(t) za obe žogici!
Pravilen odgovor: D.
Komentar: napisano je, da sta spremembi gibalne količine enaki. Zato morata biti enaki tudi ploščini pod krivuljo (odpadeta odgovora A in C). B je bliže pravemu odgovoru, vendar je pri žonglerski žogici maksimalna sila več kot trikrat manjša, čas pa le dvakrat večji, kar pri zelo podobni obliki ne more dati enake ploščine.
Komentar: napisano je, da sta spremembi gibalne količine enaki. Zato morata biti enaki tudi ploščini pod krivuljo (odpadeta odgovora A in C). B je bliže pravemu odgovoru, vendar je pri žonglerski žogici maksimalna sila več kot trikrat manjša, čas pa le dvakrat večji, kar pri zelo podobni obliki ne more dati enake ploščine.
Pri odgovoru si lahko pomagate s spodnjima grafoma F(t), kot ju je izmeril merilnik sile. Predvsem bodite pozorni na dolžino trka v posameznem primeru! Poskusite še enkrat!
|
|
Razlika med silama
Katera trditev najbolje pojasni razlike v grafih za posamezno žogico?
|
Pravilen ogovor: B.
Komentar odgovora: grafa F(t) se predvsem razlikujeta v času delovanja sile in velikosti maksimalne sile. To je odvisno od tega, kako trdo je telo, torej kako hitro se sila veča z večanjem deformacije. Hitreje ko se veča, na krajši poti pospešek narase in hitreje sile ustavijo oz. ponovno pospešijo telo.
Odgovori A, C in D bi lahko kazali na to, da je bila ΔG manjša in s tem manjša sila, ne pojasnjuje pa zakaj bi sila delovala dlje, oziroma bi moral biti glede na prožen odboj nazaj čas celo krajši.
Komentar odgovora: grafa F(t) se predvsem razlikujeta v času delovanja sile in velikosti maksimalne sile. To je odvisno od tega, kako trdo je telo, torej kako hitro se sila veča z večanjem deformacije. Hitreje ko se veča, na krajši poti pospešek narase in hitreje sile ustavijo oz. ponovno pospešijo telo.
Odgovori A, C in D bi lahko kazali na to, da je bila ΔG manjša in s tem manjša sila, ne pojasnjuje pa zakaj bi sila delovala dlje, oziroma bi moral biti glede na prožen odboj nazaj čas celo krajši.
Grafa F(t) najbolje pojasni trditev, da je žonglerska žogica mehkejša od teniške. Razlaga: grafa F(t) se predvsem razlikujeta v času delovanja sile in velikosti maksimalne sile. To je odvisno od tega, kako trdo je telo, torej kako hitro se sila veča z večanjem deformacije. Hitreje ko se veča, na krajši poti pospešek narase in hitreje sile ustavijo oz. ponovno pospešijo telo.
Čestitamo! Prišli ste do konca reševanja naloge.
Odgovor je napačen.
Namig: Sila je pri žonglerski žogici naraščala dlje, v tem času se je žogica tudi premaknila dlje k steni, torej se je bolj stisnila. Sila stene, ki je žogico stiskala, je bila pri tem celo manjša. Kakšna telesa lahko bolj stisnemo z manjšo silo?
Zanimivost, 1. del
- Za konec si poglejte še zanimivo podrobnost pri odboju teniške žogice povezano z njenim vrtenjem!
Zanimivost, 2. del
Za konec še zanimiva podrobnost pri odboju tenis žogice:
Tik po odboju se žogica odbije nekoliko navzgor, ko se spet dotakne tal, se ji hitrost nekoliko zmanjša.
Gre za podoben pojav, kot pri oboju ping pong žogice, ki se vrti – zaradi njenega vrtenja se lahko žogica odbije precej drugače, kot pričakujemo.
Zanimivost, 3. del
Opisano obnašanje teniške žoge pri odboju lahko razložimo z vrtenjem. Žogica se pri kotaljenju po mizi pred trkom vrti okrog svoje osi. Tudi pri vrtenju lahko govorimo o vztrajnosti – da se vrtenje preneha, mora na telo delovati navor. Ko žogica trči ob steno, začne na žogico delovati stena s silo pravokotno na steno, ki ustavlja približevanje žogice, hkrati pa se med ustavljanjem žogica še vedno vrti, zaradi česar nastopi med steno in žogico trenje. Trenje deluje na žogico navzgor, kar ustavlja njeno vrtenje, hkrati pa povzroči gibanje žogice navzgor, zaradi česar se žogica med odbojem odlepi od tal.
Zanimivost, 4. del
- Tik po odboju nekoliko leti po zraku, pri tem se skoraj ne vrti, saj je trenje pri odboju vrtenje zaviralo.
Zanimivost, 5. del
- Ko žogica spet prileti na tla, se ne vrti okrog svoje osi, zato začne po podlagi drseti. Med drsenjem deluje podlaga na žogo s trenjem, kar žogico zaustavlja in začne hkrati pospeševati njeno vrtenje do tiste frekvence, ki jo mora žogica imeti, da se z dano hitrostjo kotali.
- Žogica za tenis
- Graf spreminjanja lege žogice 1
- Graf spreminjanja lege žogice 2
- Hitrost
- Gibalna količina 1
- Gibalna količina 2
- Razlika vektorjev gibalne količine
- Sila stene
- Graf spreminjanja sile stene
- Sunek sile
- Ocena sunka sile
- Žonglerska žogica
- Gibalna količina
- Primerjava žogic
- Razlika med silama
- Zanimivost, 1. del
- Zanimivost, 2. del
- Zanimivost, 3. del
- Zanimivost, 4. del
- Zanimivost, 5. del
