טרמפולינה נראה כמו סתם כיף פשוט, אבל זה למעשה מערך מורכב של חוקי הבסיסיים ביותר של הפיזיקה. קפיצה מעלה ומטה היא דוגמה קלאסית של שימור האנרגיה, מן הפוטנציאל לתוך קינטית. הוא גם מציג את חוקי הוק ואת קבוע האביב. יתר על כן, הוא מאמת וממחיש את כל שלושת חוקי התנועה של ניוטון.
וידאו של היום
->אנרגיה קינטית
אנרגיה קינטית נוצר כאשר אובייקט עם כמות מסוימת של המסה נע עם מהירות נתון. במילים אחרות, כל האובייקטים נעים יש אנרגיה קינטית. הנוסחה לאנרגיה קינטית היא כדלקמן: KE = (1/2) mv ^ 2, כאשר m הוא מסה, ו- V הוא מהירות. כאשר אתה קופץ על טרמפולינה, הגוף שלך יש אנרגיה קינטית המשתנה עם הזמן. כאשר אתה קופץ מעלה ומטה, האנרגיה הקינטית שלך עולה ויורדת עם המהירות שלך. האנרגיה הקינטית שלך היא הגדולה ביותר, בדיוק לפני שאתה מכה את טרמפולינה בדרך למטה וכאשר אתה משאיר את משטח טרמפולינה בדרך למעלה. האנרגיה הקינטית שלך היא 0 כאשר אתה מגיע לגובה הקפיצה שלך ולהתחיל לרדת ומתי הם על טרמפולינה, על מנת להניע כלפי מעלה.
->אנרגיה פוטנציאלית
אנרגיה פוטנציאלית משתנה יחד עם אנרגיה קינטית. בכל עת, האנרגיה הכוללת שלך שווה האנרגיה הפוטנציאלית שלך בתוספת האנרגיה הקינטית שלך. האנרגיה הפוטנציאלית היא פונקציה של גובה והמשוואה היא כדלקמן: PE = mgh כאשר m הוא מסה, g הוא קבוע הכובד ו- h הוא גובה. ככל שאתה יותר אנרגיה פוטנציאלית יש לך. כאשר אתה עוזב את טרמפולינה ואתה מתחיל לנסוע כלפי מעלה, האנרגיה הקינטית שלך מקטין את גבוה אתה הולך. במילים אחרות, אתה להאט. כאשר אתה להאט ולצבור גובה האנרגיה הקינטית שלך מועבר לאנרגיה פוטנציאלית. כמו כן, כאשר אתה נופל, הגובה שלך פוחתת אשר מקטין את האנרגיה הפוטנציאלית שלך. ירידה זו האנרגיה קיימת כי האנרגיה שלך משתנה מאנרגיה פוטנציאלית לתוך אנרגיה קינטית. העברת האנרגיה היא דוגמה קלאסית לשימור האנרגיה, אשר קובע כי האנרגיה הכוללת היא קבועה לאורך זמן.
חוק של הוק
החוק של הוק עוסקת מעיינות שיווי משקל. טרמפולינה היא בעצם דיסק אלסטי מחובר למספר מעיינות. כאשר אתה נוחת על טרמפולינה המעיינות ואת משטח טרמפולינה נמתח כתוצאה מכוח הגוף שלך הנחיתה על זה. חוק הוק קובע כי מעיינות יפעל לחזור שיווי משקל. במילים אחרות, מעיינות יהיה למשוך בחזרה את משקל הגוף שלך כמו שאתה נוחת. גודל כוח זה שווה למה שאתה מפעיל על טרמפולינה כאשר אתה נוחת. חוק הוק הוקדש במשוואה הבאה: F = -kx כאשר F הוא כוח, k הוא קבוע האביב x הוא עקירה של האביב.חוק הוק אינו אלא צורה אחרת של אנרגיה פוטנציאלית. בדיוק כמו טרמפולינה עומד להניע אותך, האנרגיה הקינטית שלך הוא 0 אבל האנרגיה הפוטנציאלית שלך הוא מוגדל, למרות שאתה בגובה מינימלי. הסיבה לכך היא האנרגיה הפוטנציאלית שלך קשורה קבוע האביב ואת חוק הוק.
חוקי ניוטון של תנועה
קפיצה על טרמפולינה היא דרך מצוינת להמחיש את כל שלושת חוקי ניוטון של תנועה. החוק הראשון, הקובע כי חפץ ימשיך בתנועה שלו, אלא אם יפעל על-ידי כוח חיצוני, יוכח על ידי העובדה שאתה לא להמריא אל השמים כאשר אתה קופץ ואתה לא לטוס דרך תחתית את טרמפולינה כאשר אתה יורד. הכבידה ומעיינות הטרמפולינה שומרים על הקפצה. החוק השני של ניוטון ממחיש כיצד מהירות המהירות שלך משתנה עם המשוואה הבסיסית של F = MA, או כוח שווה מסת המונית מואצת. משוואה פשוטה זו משמשת כדי למצוא את המשוואות לאנרגיה קינטית, שבה האצה היא פשוט כוח הכבידה. החוק השלישי של ניוטון קובע מאשר לכל פעולה יש תגובה הפוכה שווה. זה מודגם על ידי חוק הוק. כאשר המעיינות נמתחות הם מפגינים כוח שווה ומנוגד, דוחפים חזרה לשיווי משקל ומניעים אותך באוויר.
