Wissenschaftliche Experimente zum Hüpfen und Rollen

Hüpfen und Rollen sind zwei der häufigsten Bewegungsformen, denen wir täglich begegnen, und beide sind reich zum Experimentieren. Sie benötigen keine spezielle Ausrüstung, um Hüpf- und Rollexperimente durchzuführen. Alles, was Sie brauchen, sind Gegenstände zum Hüpfen, Gegenstände zum Rollen und eine gehörige Portion Neugier.

Halten Sie einen Tennisball in Brusthöhe, lassen Sie ihn auf eine harte Oberfläche fallen und beobachten Sie, wie hoch der Ball springt. Legen Sie dann den Tennisball auf einen Basketball und halten Sie beide Bälle so, dass sich der Tennisball wieder auf Brusthöhe befindet. Lassen Sie beide Kugeln fallen. Der Tennisball sollte vom Basketball abprallen und deutlich höher fliegen, als wenn Sie ihn direkt auf den Boden fallen lassen. Dies geschieht, weil der Basketball zuerst den Boden berührt und eine große Menge kinetischer Energie in den Tennisball überträgt. Darüber hinaus besitzt die Oberfläche des Basketballs eine gewisse Elastizität, was auch einen kleinen Trampolin-Effekt hinzufügt.

Steche mit einem Nagel ein kleines Loch in den Boden einer Kaffeedose und dann ein identisches Loch in den Deckel. Kleben Sie ein Gewicht – einen kleinen Gegenstand wie eine 9-Volt-Batterie oder eine Stahlmutter oder -schraube – in die Mitte beider Seiten eines Gummibands. Legen Sie das Band in die Dose und fädeln Sie ein Ende durch das Loch im Boden. Schieben Sie außen eine Büroklammer unter das Band, um es zu fixieren. Machen Sie dasselbe mit dem anderen Ende des Bandes und dem Deckel der Dose. Verschließe den Deckel und rolle die Dose. Es rollt eine Strecke, stoppt dann und rollt zurück. Dies geschieht, weil das Gewicht bewirkt, dass sich das Gummiband verdreht und Energie speichert, wenn die Dose rollt, und diese Energie dann in die entgegengesetzte Richtung freisetzt.

Schneiden Sie einen Racquetball in zwei Hälften und schneiden Sie dann die Kante einer der Hälften so ab, dass sie etwas kleiner ist als die andere. Entsorgen Sie die Hälfte, die Sie nicht geschnitten haben. Nehmen Sie die beschnittene Hälfte und drehen Sie sie um. Lassen Sie es dann auf den Boden fallen, wobei die Wölbung zum Boden zeigt. Wenn er Kontakt hat, schnappt der Halbball mit der rechten Seite nach innen und springt viel höher als die Höhe, aus der Sie ihn fallen gelassen haben. Dies geschieht, weil das Drehen der Hälfte nach außen Spannung im Material erzeugt und Energie gespeichert hat. Wenn der Ball den Boden berührt, wird die Energie freigesetzt und lässt ihn höher springen.

Suchen oder bauen Sie eine glatte, abgewinkelte Oberfläche, die Sie als Rampe verwenden können. Sie können einfach ein Ende eines Brettes auf einen Stapel Bücher stützen. Als nächstes sammeln Sie Paare von Objekten mit ähnlicher Masse: einen 16-Unzen-Gummiball und eine 16-Unzen-Dose Suppe oder eine 10-Pfund-Bowlingkugel und eine 10-Pfund-Hantel. Rollen Sie jedes Objekt die Rampe hinunter und notieren Sie sorgfältig die Zeit, die jedes Objekt benötigt, um nach unten zu rollen. Die Physik besagt, dass subtilere Eigenschaften der Objekte – wie die Verteilung der Masse in jedem Objekt -- beeinflusst die Beschleunigung eines Objekts stärker als offensichtlichere Merkmale wie Masse oder gestalten. Vergleichen Sie anschließend Ihre Ergebnisse und ermitteln Sie, welche Eigenschaften der Objekte besser für das schnelle Rollen geeignet sind.