Hoewel het laten vallen van een bal en het laten stuiteren van een bal een alledaagse gebeurtenis lijkt, zijn er in dit scenario talloze krachten aan het werk. Verschillende projecten kunnen aantonen dat energieoverdracht of versnelling plaatsvindt.
Energieoverdracht van kinetisch naar potentieel en weer terug
Wanneer een gevallen bal tegen de grond botst, wordt zijn kinetische energie omgezet in potentiële energie terwijl de bal samendrukt. Als de elasticiteit van de bal ervoor zorgt dat deze uitzet, wordt potentiële energie terug omgezet in kinetische energie in de vorm van de bal die weer omhoog stuitert van de grond. Om deze overdracht van energie te zien, laat je verschillende soorten ballen vanaf dezelfde hoogte op de grond vallen en kijk je hoe hoog elk type bal terugkaatst. Bepaal welke ballen het meest efficiënt zijn in het overbrengen van kinetische energie naar potentiële energie en weer terug.
Dubbele bal drop
Energie kan worden overgedragen van kinetisch naar potentieel, en het kan ook worden overgedragen tijdens een botsing. Om deze overdracht van energie te observeren, laat u eerst een basketbal van een bepaalde hoogte vallen en meet u vervolgens hoe hoog deze stuitert. Laat vervolgens de basketbal van dezelfde hoogte vallen, maar deze keer met een racquetball er direct bovenop. Noteer de hoogte van de basketbal op deze val en vergelijk deze met de hoogte gezien op de eerste val.
De versnelling van een gevallen bal volgen
Een bal zal naar de grond versnellen nadat hij is gevallen, en je kunt deze versnelling volgen met een videocamera en een projector. Begin met een video-opname van een persoon die een bal laat vallen en die bal de grond raakt met een snelheid van ongeveer 60 frames per seconde. Alle actie moet plaatsvinden in hetzelfde frame. Projecteer vervolgens de video van de vallende bal op een groot vel of meerdere vellen papier die aan een muur zijn geplakt. Teken vervolgens de val van de bal, frame voor frame. Het moet duidelijk zijn dat de bal verder van frame naar frame beweegt naarmate hij dichter bij de grond komt.
Galileo gedachte-experiment
Galileo toonde op beroemde wijze aan dat alle objecten met dezelfde snelheid vallen door twee kanonskogels met verschillende gewichten van de scheve toren van Pisa te laten vallen. Hij stelde ook een gedachte-experiment voor om hetzelfde concept te demonstreren. Om dit gedachte-experiment uit te voeren, bind je een grote bal aan een kleinere bal. Laat beide ballen tegelijk vallen en kijk hoe lang het duurt voordat ze de grond raken. Koppel vervolgens de twee ballen los en laat ze tegelijkertijd weer vallen. Volgens Galileo zou de hoeveelheid tijd voor de "samengevoegde" drop en de twee afzonderlijke ballen hetzelfde moeten zijn, aangezien geen van beide ballen op of neer trok aan de andere terwijl de twee waren bevestigd.