Ball Drop Wissenschaftsprojekte

Auch wenn das Fallenlassen und Hüpfen eines Balls alltäglich erscheint, sind in diesem Szenario zahlreiche Kräfte am Werk. Mehrere verschiedene Projekte können einen Energietransfer oder eine Beschleunigung aufzeigen.

Wenn ein fallengelassener Ball mit dem Boden kollidiert, wird seine kinetische Energie beim Zusammendrücken des Balls in potentielle Energie umgewandelt. Wenn sich der Ball dann durch seine Elastizität ausdehnt, wird die potentielle Energie wieder in kinetische Energie umgewandelt, indem der Ball vom Boden zurückprallt. Um diese Energieübertragung zu sehen, lassen Sie mehrere verschiedene Arten von Bällen aus der gleichen Höhe auf den Boden fallen und sehen Sie, wie hoch jede Art von Ball zurückprallt. Bestimmen Sie, welche Kugeln am effizientesten sind, um kinetische Energie in potenzielle Energie und wieder zurück zu übertragen.

Energie kann von der kinetischen in die potentielle übertragen werden, und sie kann auch während einer Kollision übertragen werden. Um diese Energieübertragung zu beobachten, beginnen Sie damit, einen Basketball aus einer bestimmten Höhe fallen zu lassen und dann zu messen, wie hoch er springt. Lassen Sie als nächstes den Basketball aus der gleichen Höhe fallen, diesmal jedoch mit einem direkt darauf platzierten Racquetball. Notieren Sie die Höhe des Basketballs bei diesem Fall und vergleichen Sie sie mit der Höhe beim ersten Fall.

Ein Ball beschleunigt in Richtung Boden, nachdem er fallen gelassen wurde, und Sie können diese Beschleunigung mit einer Videokamera und einem Projektor verfolgen. Beginnen Sie mit der Videoaufnahme einer Person, die einen Ball fallen lässt und dieser Ball mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 Bildern pro Sekunde auf den Boden trifft. Die gesamte Aktion sollte im selben Rahmen stattfinden. Als nächstes projizieren Sie das Video des fallenden Balls auf ein großes Blatt oder mehrere Blatt Papier, das an eine Wand geklebt ist. Plotten Sie dann den Fall des Balls ein Bild nach dem anderen. Es sollte offensichtlich sein, dass sich der Ball von Frame zu Frame weiter bewegt, je näher er dem Boden kommt.

Galileo zeigte bekanntlich, dass alle Objekte mit der gleichen Geschwindigkeit fallen, indem er zwei Kanonenkugeln mit unterschiedlichem Gewicht vom Schiefen Turm von Pisa fallen ließ. Er schlug auch ein Gedankenexperiment vor, um das gleiche Konzept zu demonstrieren. Um dieses Gedankenexperiment durchzuführen, binde einen großen Ball an einen kleineren Ball. Lassen Sie beide Bälle gleichzeitig fallen und sehen Sie, wie lange sie brauchen, um den Boden zu treffen. Trennen Sie dann die beiden Kugeln und lassen Sie sie gleichzeitig wieder fallen. Laut Galileo sollte die Zeit für den "verbundenen" Drop und die beiden einzelnen Kugeln gleich sein, da keiner der Kugeln den anderen nach oben oder unten zog, während die beiden befestigt waren.