Trampoliini ei ole pelkkä hauska, mutta se on todellakin monimutkainen fysiikan peruslaki. Jumping ylös ja alas on klassinen esimerkki energian säästämisestä potentiaalista kinetiikkaan. Se myös esittelee Hooken lakit ja kevätvakion. Lisäksi se tarkistaa ja havainnollistaa jokaista Newtonin kolmesta liikkeellelähdyslaista.
Päivän video
Kinetiikkaenergia
Kinetiikkaenergia syntyy, kun esine, jolla on jonkin verran massaa, liikkuu tietyn nopeuden kanssa. Toisin sanoen kaikilla liikkuvilla kohteilla on liike-energia. Kineettisen energian kaava on seuraava: KE = (1/2) mv ^ 2, missä m on massa ja v on nopeus. Kun hypät trampoliinille, kehollasi on kineettistä energiaa, joka muuttuu ajan myötä. Kun nouset ylös ja alas, liike-energia kasvaa ja laskee nopeudella. Kineettinen energia on suurin, juuri ennen kuin pääset trampoliinille tiellä ja kun poistut trampoliinipinnasta matkalla ylös. Kineettinen energia on 0, kun saavutat hyppynsi korkeuden ja alkavat laskeutua ja kun olet trampoliinilla, noin liikkeelle ylöspäin.
Potentiaalinen energia
Mahdolliset energianmuutokset yhdessä kineettisen energian kanssa. Milloin tahansa, koko energianne on yhtä suuri kuin mahdollinen energia ja liike-energia. Mahdollinen energia on korkeuden funktio ja yhtälö on seuraava: PE = mgh missä m on massa, g on vakavuuden vakio ja h on korkeus. Mitä suurempi olet, sitä enemmän potentiaalista energiaa sinulla on. Kun lähdet trampoliinista ja aloita liikkua ylöspäin, liiketaloudellesi vähennetään korkeampaa nousua. Toisin sanoen, hidastat. Kun hidastat ja saavuttaa korkeuden, liike-energia siirretään potentiaaliseen energiaan. Samoin, kun putoat, korkeus laskee, mikä pienentää potentiaalista energiaasi. Tämä energian väheneminen on olemassa, koska energianne muuttuu potentiaalisesta energiasta kineettiseen energiaan. Energiansiirto on klassinen esimerkki energian säästämisestä, joka kertoo, että koko energia on vakaa ajan myötä.
Hooken laki
Hooken laki käsittelee jouset ja tasapaino. Trampoliini on periaatteessa joustava levy, joka on yhdistetty useisiin jousiin. Kun laskeutat trampoliinille, jouset ja trampoliinipinta ulottuvat kehon voiman seurauksena, joka laskeutuu siihen. Hooken lain mukaan jouset pyrkivät palaamaan tasapainoon. Toisin sanoen jouset vetävät takaisin ruumiin painoon maatilanteessa. Tämän voiman suuruus on yhtä suuri kuin se, jota harjoitat trampoliinilla, kun maata. Hooken laki on esitetty seuraavassa yhtälössä: F = -kx jossa F on voima, k on jousivakio ja x on jousen siirtymä.Hooken laki on vain toinen mahdollisen energian muoto. Aivan kuten trampoliini on ajauttamassa sinut, liike-energia on 0, mutta mahdollinen energia maksimoidaan, vaikka oletkin vähintään korkeudelta. Tämä johtuu siitä, että potentiaalinen energia liittyy kevätvakioon ja Hooken lakiin.
Newtonin liikkeen säädöt
Jumping trampoliinilla on erinomainen tapa havainnollistaa kaikkia kolmea Newtonin liikkeen lakia. Ensimmäinen laki, jossa todetaan, että esine jatkaa liikkumistaan, ellei ulkopuolinen voima ole toiminnassa, kuvaa se, että et liiku taivaaseen, kun hyppää ylös ja että et lentää trampoliini kun tulet alas. Painovoima ja trampoliinin jouset pitävät sinut pomppimaan. Newtonin toinen laki kuvaa sitä, kuinka nopeus muuttuu F = ma: n perusyhtälöllä tai voima on yhtä suuri kuin kertynyt kiihtyvyys. Tätä yksinkertaista yhtälöä käytetään löytämään kineettisen energian yhtälöt, joissa kiihtyvyys on yksinkertaisesti painovoimaa. Newtonin kolmannessa laissa sanotaan, että kaikilla toimilla on vastaava vastakkainen reaktio. Tätä havainnollistaa Hooken laki. Kun jouset venytetään, niillä on yhtäläinen ja vastakkainen voima, pakattu takaisin tasapainoon ja kuljettamaan sinut ylös ilmassa.
