Незважаючи на те, що кидати м’яч і давати йому збиватися здається звичним явищем, у цьому сценарії діє безліч сил. Кілька різних проектів можуть виявити передачу енергії або прискорення, що відбувається.
Передача енергії від кінетичної до потенційної і назад
Коли впала кулька стикається з землею, її кінетична енергія переходить у потенційну енергію в міру стискання кульки. Потім, коли пружність кульки змушує її розширюватися, потенційна енергія перетворюється назад у кінетичну енергію у вигляді кулі, що відбивається назад від землі. Щоб побачити цю передачу енергії, опустіть на землю кілька різних типів кульок з однакової висоти і подивіться, наскільки високо відбивається кожен тип кулі. Визначте, які кульки найефективніше передають кінетичну енергію потенційній енергії та назад.
Подвійна куля падіння
Енергія може передаватися від кінетичної до потенційної, а також може передаватися під час зіткнення. Щоб спостерігати за цим перенесенням енергії, почніть, скинувши баскетбольний м'яч з заданої висоти, а потім вимірявши, наскільки високо він відскакує. Далі скиньте баскетбольний м'яч з тієї ж висоти, але цього разу ракетболом, розміщеним прямо на ньому. Запишіть висоту баскетболу на цьому падінні і порівняйте його з висотою, яку бачите на першій падінні.
Відстеження прискорення впалої кулі
Куля прискорюється до землі після падіння, і ви можете відстежувати це прискорення за допомогою відеокамери та проектора. Почніть із відеозапису людини, яка кидає м’яч, і ця м’яч б’ється об землю зі швидкістю близько 60 кадрів в секунду. Усі дії повинні відбуватися в одному кадрі. Далі спроектуйте відео падіння кулі на великий аркуш паперу або кілька аркушів паперу, приклеєних до стіни. Потім побудуйте падіння м’яча по одному кадру за раз. Має бути очевидним, що м’яч рухається далі від оправи до оправи, чим ближче до землі він потрапляє.
Експеримент думки Галілея
Галілей знаменито показав, що всі предмети падають з однаковою швидкістю, скинувши два пістолети з різною вагою з Пізанської вежі. Він також запропонував мислительний експеримент, щоб продемонструвати ту саму концепцію. Щоб провести цей мислительний експеримент, прив’яжіть велику кулю до меншої. Опустіть обидві кульки одночасно і подивіться, скільки часу їм потрібно, щоб впасти на землю. Потім від'єднайте дві кульки і знову скиньте їх одночасно. За словами Галілея, кількість часу для "приєднаного" падіння та двох окремих кульок повинна бути однаковою, оскільки жодна кулька не тягнула вгору або вниз за другу, поки вони були прикріплені.