מסלול כדור קופץ בזווית
במסגרת מה שנלמד בבית ספר מתייחסים לגופים כחסר מימדים, או כגוף נקודתי אשר הדבר היחידי שמשפיע עליו הוא המסה, ולכן משימור התנע יוצא שכדור "נקודתי" פוגע במשטח בזווית מסוימת ממשיך תנועתו מהמשטח באותה זווית קדימה (כמו אור שנשבר ממראה מישורית) .
ולפי המציאות מתגלה שהתיאוריה הזו לא תמיד עובדת, מרגישים את זה לפעמים כשמשחקים בכדור או בביליארד, לא תמיד זווית הכניסה שווה לזווית היציאה, כנראה שישנם גורמים חשובים אשר לא נכון אם נזניח אותם משפיעם על תנועת הכדור, המקרה הזה ידון בגורמים אלה בכדי להבין ולהסביר את מכניקה כדור קופץ בזווית ופוגע במשט וחוזר (אינו ממשיך הלאה) כמעט למסלול שהגיע דרכו.
עקרונות פיזיקליים מרכזיים:
- גוף לא נקודתי
- התנגשות במשטח ישר
- חיכוך
- גוף קשיח
- תנועה סיבובית
שאלות המחקר:
- מה הגורמים המשפיעים על תנועת הכדור ( מהירות התחלתית, סוג החומר, זווית פגיעה ) ?
- איך משפיעים הגורמים האלה על מסלול הכדור ?
- מהם התנאים הקריטיים לחזרת הכדור ?
- האם יש מצב שהכדור יחזור בפגיעה השלישית או הראשונה ?
מערך ומהלך המחקר:
הציוד הנדרש למחקר: כדורים, מצלמה, משטחים שונים, חוטים.
- קשר בין האנרגיה לפני הפגיעה לבין האנרגיה אחרי הפגיעה
- לקבע אחד מהמהירויות (קווית או סיבובית) ונחקור שינוי התנהגות המערכת
- היחס בין זווית פגיעה לזווית עזיבה
מטרות המחקר
- הכרות עם תופעה בגופים לא נקודתיים
- איבוד אנרגיה בהתנגשות
- השפעת החיכוך במגע עם המשטח לשינוי כיוון הסיבוב