- ce face cauciucul Elastic?
- fizica căderii
- se schimbă după Impact
indiferent dacă vă distrați într-o după-amiază ploioasă, sărind o minge de pe perete sau urmărind un joc interesant de baseball, cu toții am fost distrați în nenumărate moduri de această jucărie sferică banală. Cea mai plăcută dintre toate, cu toate acestea, poate fi viguros o minge de cauciuc cu o mulțime de forță și vizionarea careen în toate direcțiile. Din păcate, nu te poți distra la fel de mult cu o minge de plastic sau metal.
asta ridică întrebarea, desigur, ce face o minge de cauciuc atât de specială? De ce sunt bilele de cauciuc cele mai bune jucării? Există doi factori care contribuie la bounciness; unul este elasticitatea materialului din care este făcută mingea, iar celălalt este legat de interacțiunea dintre forța la care este sărit și acea elasticitate.
Ce Face Cauciucul Elastic?
elasticitatea se referă la disponibilitatea/rapiditatea cu care un material revine la forma sa originală după ce a fost comprimat sau întins. Cauciucul este fabricat din șiruri lungi încurcate de carbon atașate în diferite puncte de-a lungul lungimii sale la alte șiruri de carbon. Ca atare, cauciucul are legături moleculare foarte puternice. Lanțurile moleculare lungi de cauciuc se pot roti fizic în jurul legăturilor chimice care le țin împreună, ceea ce duce la proprietatea flexibilității. Acest lucru ajută cauciucul să-și deformeze momentan forma fără a se rupe. Deoarece lanțurile moleculare sunt reticulate, cauciucul poate reveni rapid la forma inițială după deformare.
sursa: „RubberSyn& Natural” de Smokefoot – munca proprie. Licențiat sub CC BY – SA 3.0 via Commons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RubberSyn%26Natural.png#/media/File:RubberSyn%26Natural.png
fizica căderii
ori de câte ori un obiect este ridicat de pe sol și ridicat la o anumită înălțime, se lucrează împotriva greutății obiectului, care este stocat ca energie gravitațională potențială. Când obiectul – în acest caz o minge de cauciuc-este eliberat și cade la pământ, forța gravitațională care acționează asupra mingii îl determină să accelereze, transformând energia potențială în energie cinetică. Chiar înainte ca mingea să se ciocnească cu suprafața, toată energia potențială este transformată în energie cinetică.
la nivel molecular, când mingea intră în contact cu suprafața solului sau a peretelui, firele moleculare ale mingii sunt comprimate sau strivite de forța descendentă care acționează asupra ei, cuplată cu forța ascendentă exercitată de sol. Mingea își schimbă forma dintr-un cerc într-un oval. Pe măsură ce mingea își schimbă forma, forța produsă de legături, care țin diferitele fire de cauciuc împreună, devine mai mare.
modificări după Impact
la impact, mingea se oprește brusc, dar încă posedă o cantitate mare de energie cinetică. O anumită cantitate de energie pe care o conține mingea este absorbită de suprafață, dar restul trebuie să meargă undeva, deci este stocată ca energie elastică. Din nou la nivel molecular, forța descendentă asupra firelor scade, în timp ce forța exercitată de legături crește, ceea ce duce la restabilirea formei originale a firelor. Este nevoie de un timp foarte scurt pentru ca mingea să se oprească complet, după care energia elastică a mingii este eliberată și mingea adoptă o forță pe sol. Există o forță egală și opusă pe minge în direcția ascendentă (a treia lege a lui Newton), ceea ce o face să sară. Conversia energiei elastice în cinetică o face să se ridice împotriva solului. Cu alte cuvinte, sare înapoi în aer!
în cazul unei bile din plastic sau metal, materialul nu este elastic, deși are aceeași cantitate de energie cinetică. Suprafața pe care o lovește mingea va absorbi cea mai mare parte a energiei la impact și, deoarece materialul nu este elastic, nu va fi comprimat sau remodelat, ceea ce i-ar da cantitatea necesară de forță pentru a crește (sări). De asemenea, transferul de energie cinetică la suprafață peretele va duce la o adâncitură sau o gaură în perete, deoarece forța nu are unde să meargă!
suprafața contează, de asemenea. Dacă aceeași minge de cauciuc este sărită de pe un covor, nu se va ridica sau sări la aceeași înălțime ca atunci când este sărită pe un teren solid. Timpul necesar pentru ca mingea să se odihnească este mai lung, datorită compresibilității covorului, ceea ce înseamnă că mai multă forță este transferată pe covor, lăsând astfel mai puțină forță pentru „sări înapoi”.
acum, că știți știința elasticității, încercați să săriți câteva lucruri de pe pereți și să vedeți ce se întâmplă!