衝撃の前:
* ポテンシャルエネルギー(PE): ボールには、地面の高さがあるため、ポテンシャルエネルギーがあります。このエネルギーは、地球の重力場での位置のために保存されます。
* 運動エネルギー(KE): ボールが落ちると、速度が向上し、ポテンシャルエネルギーを運動エネルギー(運動のエネルギー)に変換します。
衝撃中:
* 変形: 接触時にボールとグラウンドがわずかに変形します。この変形には作業が行われ、ある程度のエネルギーは熱と音として消散します。
* 運動量転送: ボールの勢いは地面に移され、その逆も同様です。この転送には、エネルギー損失は含まれませんが、運動方向の変化が含まれます。
衝撃後の
* リバウンド: 衝突が弾力性がある場合(エネルギーが保存されていることを意味します)、ボールは最初の運動エネルギーの一部でリバウンドします。
* エネルギー損失: ほとんどの現実世界のシナリオでは、衝突は弾力性がないため、ある程度のエネルギーが失われます。この失われたエネルギーは、ボールと地面の熱、音、変形に変換されます。
キーポイント:
* エネルギーの保存: システムの総エネルギー(ボール +アース)は、フォームを変化させますが、一定のままです。エネルギーはあるタイプから別のタイプに変換できますが、作成または破壊することはできません。
* 弾性対非弾性衝突: 弾性衝突は運動エネルギーを節約しますが、非弾性衝突によりエネルギー損失が発生します。
* エネルギーの変化に影響する要因: ドロップの高さ、ボールの素材、およびそれがヒットする表面はすべて、衝撃中のエネルギーの変化に影響します。
例:
弾力のあるボールを落とすことを想像してみてください。
衝撃前の1。 ボールには、上部にポテンシャルエネルギーがあります。それが落ちるにつれて、このポテンシャルエネルギーは運動エネルギーに変換されます。
衝撃中の2。 ボールはつぶし、地面はわずかに曲がり、熱と音としてエネルギーを失います。
3。衝突後: ボールは跳ね返りますが、衝撃で何らかのエネルギーが失われたために始まったのと同じ高さに達しません。