A trambulinfizikáról

A trambulin nem más, mint egyszerű szórakozás, de valójában a fizika legegyszerűbb törvényeinek összetett tömbje. A felfelé és lefelé ugrás klasszikus példa az energia megőrzésére, a potenciálról a kinetikára. Hooke törvényeit és a tavaszi konstansokat is bemutatja. Ezenkívül igazolja és illusztrálja a Newton három mozgási törvényét.

Kinetikus energia akkor jön létre, amikor egy adott tömeggel rendelkező tárgy egy bizonyos sebességgel mozog. Más szavakkal, minden mozgó tárgynak kinetikus energiája van. A kinetikus energia képletje a következő: KE = (1/2) mv ^ 2, ahol m tömege, és v sebesség. Amikor ugrálsz egy trambulinon, a testednek kinetikus energiája változik az idő múlásával. Ahogy ugrik felfelé és lefelé, a mozgási energiája nő és csökken a sebességgel. A kinetikus energiája a legnagyobb, csak mielőtt eltalálja a trambulint, és lefelé hagyja a trambulin felületét. A kinetikus energiád 0, amikor eléred magad a ugrás, és elkezd leereszkedni, és amikor a trambulinon, hogy felfúvódni.

A potenciális energia változások a kinetikus energiával együtt. Bármikor, a teljes energia egyenlő a potenciális energiáddal és a kinetikus energiáddal. A potenciális energia a magasság függvénye, és az egyenlet a következő: PE = mgh ahol m tömeg, g gravitációs állandó és h magasság. Minél magasabb a te energiád, annál több potenciális energiád van. Ahogy elhagyja a trambulint, és felfelé utazik, kinetikus energiája csökkenti a magasabb szintet. Más szóval, lelassul. Ahogy lelassul és nyereséget ér el, a kinetikus energiád átkerül potenciális energiává. Hasonlóképpen, ahogy csökken, a magasság csökken, ami csökkenti potenciális energiáját. Ez az energiacsökkenés azért áll fenn, mert energiája a potenciális energiától a mozgási energiává változik. Az energiaátvitel klasszikus példa az energia megőrzésére, amely kimondja, hogy a teljes energia állandó az idő múlásával.

Hooke törvénye a forrásokat és az egyensúlyt tárgyalja. A trambulin lényegében rugalmas lemez, amely több rugóval van összekötve. Ahogy a trambulinra érkezik, a rugók és a trambulin felülete a test erejének eredményeképpen nyúlik vissza. Hooke törvénye kimondja, hogy a rugók fognak dolgozni, hogy visszatérjen az egyensúlyi helyzetbe. Más szavakkal, a rugók visszahúzódnak testének súlyánál, ahogy földet ér. Az erő nagysága megegyezik azzal, amit a trambulinon gyakorol, amikor földet ér. Hooke törvényét a következő egyenlet tartalmazza: F = -kx ahol F erő, k rugóállandó és x a rugó elmozdulása. Hooke törvénye csak a potenciális energia egy másik formája. Ahogy a trambulin hamarosan elindítja, a kinetikus energiád 0, de a potenciális energiád maximalizálódik, annak ellenére, hogy magasságban van. Ez azért van, mert potenciális energiája a tavaszi állandóhoz és a Hooke törvényéhez kapcsolódik.

A trambulinon való ugrás kiváló módja annak, hogy bemutassuk mind a Newton’s Motion törvényeit. Az első törvény, amely kimondja, hogy egy tárgy folytatja a mozgását, hacsak nem egy külső erő hatással van, azt illusztrálja, hogy nem szárnyalsz az égbe, amikor felugorsz, és nem repülsz át az alján A trambulin, amikor lejön. A gravitáció és a trambulin rugói megdermednek. Newton második törvénye azt szemlélteti, hogy a sebesség változik az F = ma alapegyenletével, vagy az erő egyenlő a gyorsulással megszorzott tömeggel. Ez az egyszerű egyenlet a kinetikus energia egyenleteinek megtalálására szolgál, ahol a gyorsulás egyszerűen gravitáció. Newton harmadik törvénye kimondja, hogy minden cselekvésnél ugyanolyan ellentétes reakció van. Ezt Hooke törvénye illusztrálja. Amikor a rugók feszülnek, egyenlő és ellentétes erővel rendelkeznek, egyensúlyba keverednek, és felszállítják a levegőbe.

Kinetikus energia

Helyzeti energia

Hooke törvénye

Newton törvényei mozgás