Sebbene far cadere una palla e lasciarla rimbalzare sembri un evento quotidiano comune, ci sono numerose forze all'opera in questo scenario. Diversi progetti possono rivelare il trasferimento di energia o l'accelerazione in atto.
Trasferimento di energia da cinetico a potenziale e viceversa
Quando una palla caduta urta il terreno, la sua energia cinetica viene trasferita in energia potenziale quando la palla si comprime. Quindi, poiché l'elasticità della palla la fa espandere, l'energia potenziale viene trasformata di nuovo in energia cinetica sotto forma di palla che rimbalza da terra. Per vedere questo trasferimento di energia, lascia cadere diversi tipi di palle a terra dalla stessa altezza e guarda quanto in alto rimbalza ogni tipo di palla. Determina quali sfere sono le più efficienti nel trasferire l'energia cinetica all'energia potenziale e viceversa.
Goccia doppia palla
L'energia può essere trasferita da cinetica a potenziale e può anche essere trasferita nel corso di una collisione. Per osservare questo trasferimento di energia, inizia facendo cadere un pallone da basket da una data altezza e poi misurando quanto in alto rimbalza. Quindi, fai cadere il basket dalla stessa altezza, ma questa volta con una racquetball posizionata direttamente sopra di esso. Registra l'altezza della palla da basket su questa caduta e confrontala con l'altezza vista sulla prima caduta.
Monitoraggio dell'accelerazione di una palla caduta
Una palla accelererà verso il suolo dopo essere stata lasciata cadere e puoi monitorare questa accelerazione usando una videocamera e un proiettore. Inizia registrando un video di una persona che lascia cadere una palla e quella palla che colpisce il suolo a una velocità di circa 60 fotogrammi al secondo. Tutte le azioni dovrebbero svolgersi nella stessa cornice. Quindi, proietta il video della palla che cade su un grande foglio o su più fogli di carta fissati a una parete. Quindi traccia la caduta della palla un fotogramma alla volta. Dovrebbe essere evidente che la palla si sposta più lontano da un fotogramma all'altro più si avvicina al suolo.
Esperimento di pensiero di Galileo
Galileo ha dimostrato che tutti gli oggetti cadono alla stessa velocità facendo cadere due palle di cannone con pesi diversi dalla Torre Pendente di Pisa. Ha anche proposto un esperimento mentale per dimostrare lo stesso concetto. Per condurre questo esperimento mentale, lega una palla grande a una più piccola. Lascia cadere entrambe le palle contemporaneamente e guarda quanto tempo impiegano a colpire il suolo. Quindi, scollega le due palline e rilasciale di nuovo contemporaneamente. Secondo Galileo, la quantità di tempo per la caduta "unita" e per le due sfere individuali dovrebbe essere la stessa, poiché nessuna delle due sfere stava tirando su o giù sull'altra mentre le due erano attaccate.