Батут: пружины возвращают энергию

Один и тот же мяч падает на пол, мягкий и жёсткий батут. На полу он замирает, а на батутах снова взлетает.

2D Возраст 6+10 мин УпругостьЭнергия

Загрузка симуляции…

Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.

Что показывает опыт

Падая, мяч набирает энергию движения. Пружины батута сжимаются, запасают её и возвращают, подбрасывая мяч. Пол энергию не возвращает.

Как провести

Нажмите «Запустить»: три одинаковых мяча падают с одной высоты.
Сравните, насколько прогибаются мягкий и жёсткий батуты.
Сравните высоту отскока с высотой, с которой упал мяч.

Вопросы для обсуждения

Какой батут прогнулся сильнее и почему?
Почему мяч не взлетает выше, чем упал?

Объяснение

При падении потенциальная энергия m·g·h переходит в кинетическую, а при сжатии пружин — в энергию упругости k·x²/2. Затем она возвращается мячу. Часть энергии теряется при ударе, на трение и в демпфере, поэтому мяч взлетает ниже, чем падал (здесь — примерно на половину высоты падения).

Повторите дома

Натяните платок над миской с резинкой и бросьте на него шарик из бумаги — он подпрыгнет, как на батуте.

Что изменить в редакторе

Сделайте мяч тяжелее — как изменится прогиб?
Поставьте очень мягкие пружины (k = 100).