Ребята собрались поиграть в баскетбол. Андрей принёс мяч, Илья подержал мяч в руках и сказал, что его надо бы подкачать. Илья при этом заметил, что существуют стандарты для мяча, который падает с высоты 180 см свободно. Мяч должен после отскока подняться на высоту не менее 120 см и не более 160 см. Предложите схему эксперимента с использованием камеры смартфона, с помощью которого можно определить, соответствует ли мяч необходимым стандартам. Объясните, может ли мяч подскочить на высоту 180 см. Как с помощью того же оборудования определить, зависит ли высота отскока от давления воздуха внутри мяча?
Схема эксперимента для проверки соответствия мяча стандартам.
Необходимое оборудование:
- Баскетбольный мяч.
- Смартфон с камерой и функцией замедленной съемки.
- Линейка или метрическая лента для измерения высоты.
- Стенд или фиксированная поверхность для стабильного проведения эксперимента.
Шаги эксперимента:
- Закрепите метрическую ленту вертикально рядом с местом, где будет происходить эксперимент. Верхний конец ленты должен быть на уровне 180 см.
- Установите смартфон на устойчивую поверхность или штатив так, чтобы линейка была видна в кадре. Включите функцию записи видео с замедленной съемкой.
- Поднимите мяч на высоту 180 см от пола и отпустите его, чтобы он свободно падал.
- Запишите момент падения и отскока мяча с помощью камеры.
- Остановите съемку после того, как мяч перестанет подниматься.
Анализ данных:
- Воспроизведите видео в замедленном режиме.
- Определите максимальную высоту, на которую поднимется мяч после отскока, используя кадры видео и метки на ленте.
- Сравните полученное значение с заданным стандартом (120–160 см).
Может ли мяч подскочить на высоту 180 см?
Нет, мяч не может подскочить на высоту 180 см, если он упал с этой же высоты. Это связано с потерей энергии на деформацию, сопротивление воздуха и трение при взаимодействии мяча с поверхностью. Таким образом, высота отскока всегда будет меньше высоты падения.
Определение зависимости высоты отскока от давления воздуха в мяче.
Подготовка:
- Используйте насос с манометром для регулирования давления воздуха в мяче.
Процедура эксперимента:
- Проведите замеры высоты отскока для разных уровней давления: низкого, среднего и максимального, рекомендованного для данного типа мяча.
- Для каждого уровня давления повторите эксперимент (сбрасывание мяча с 180 см) несколько раз, чтобы исключить случайные ошибки.
Анализ данных:
- Для каждой серии замеров определите среднюю высоту отскока.
- Постройте график зависимости высоты отскока от давления.
Вывод:
- Если мяч недостаточно надут, высота отскока будет ниже, так как энергия удара тратится на его деформацию.
- При оптимальном давлении высота отскока будет максимальной, но она всё равно будет меньше высоты падения.
Итог
Эксперимент с камерой смартфона позволяет точно определить, соответствует ли мяч заданным стандартам. Давление воздуха в мяче напрямую влияет на его упругость и, следовательно, на высоту отскока.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Ребята собрались поиграть в баскетбол. Андрей принёс мяч, Илья подержал мяч в руках и сказал, что его надо бы подкачать. Илья при этом заметил, что существуют стандарты для мяча, который падает с высоты 180 см свободно. Мяч должен после отскока подняться на высоту не менее 120 см и не более 160 см. Предложите схему эксперимента с использованием камеры смартфона, с помощью которого можно определить, соответствует ли мяч необходимым стандартам. Объясните, может ли мяч подскочить на высоту 180 см. Как с помощью того же оборудования определить, зависит ли высота отскока от давления воздуха внутри мяча?