Пружинная пушка: энергия пружины — в дальность
Три пушки с пружинами разной жёсткости стреляют под 45°. Чем жёстче пружина, тем дальше летит шарик: вдвое жёстче — вдвое дальше.
2D
Возраст 8+10 мин
УпругостьЭнергияДвижение под углом
Загрузка симуляции…
Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.
Что показывает опыт
Сжатая пружина запасает энергию, а при выстреле отдаёт её шарику. Чем жёстче пружина, тем больше энергии при том же сжатии и тем быстрее вылетает шарик.
Как провести
- Нажмите «Запустить»: через секунду защёлки убираются, и пушки стреляют.
- Сравните дальность: у левой пушки k = 300, у средней 200, у правой 100.
- Выберите пружину правой пушки и поставьте k = 400.
Вопросы для обсуждения
- Во сколько раз дальше летит шарик, если пружина вдвое жёстче?
- Что изменится, если сжать пружину сильнее?
Объяснение
Энергия сжатой пружины E = k·x²/2 переходит в кинетическую энергию m·v²/2. Дальность полёта под углом 45° равна R = v²/g, поэтому она пропорциональна жёсткости k (при том же сжатии x). Если сжать пружину вдвое сильнее, энергия вырастет вчетверо.
Повторите дома
Нажмите на кнопку шариковой ручки и отпустите: пружинка внутри подбросит стержень. Чем сильнее сжать пружину, тем больше в ней энергии.
Что изменить в редакторе
- Поменяйте угол пушки — при каком угле дальше всего?
- Поставьте шарик тяжелее (m = 2).