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
Пружинная пушка: энергия пружины — в дальность
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

  1. Нажмите «Запустить»: через секунду защёлки убираются, и пушки стреляют.
  2. Сравните дальность: у левой пушки k = 300, у средней 200, у правой 100.
  3. 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).