Microsoft PowerPoint - Odskok lopte

Транскрипт

1 UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? Učenici: Antonio Matas (8.raz.) Tomislav Munitić (8.raz.) Mentor: Jadranka Vujčić OŠ Dobri Kliška Split

2 1. Uvod Uspjesi naših olimpijaca i održavanje svjetskog prvenstva u rukometu u našem gradu poslužili su nam kao motiv za odabir ovog projekta Budući da je odskok lopte važan, došli smo na ideju istražiti odnos tlaka zraka u lopti i njezina odskoka od poda U sportskoj dvorani istražili smo odskok više vrsta lopti (rukometna, košarkaška i odbojkaška lopta) Svrha je eksperimentalnog rada pronaći kako promjena vrijednosti tlaka u lopti mijenja visinu njezina odskoka od poda

3 2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito p = F je pritisna sila u njutnima (N) S je ploština u kvadratnim metrima (m 2 ) p je tlak u paskalima (Pa) Paskal je tlak koji proizvodi sila od 1N djelujući okomito na površinu ploštine 1m 2. F S

4 Tlak Mjerni instrumenti kojima se mjeri tlak su: manometar mjeri tlak plina u zatvorenom prostoru barometar mjeri atmosferski tlak tlakomjer mjeri tlak u ljudskom tijelu Tlak kojim zračni omotač tlači površinu Zemlje nazivamo atmosferski tlak. Atmosferski tlak na razini mora iznosi Pa, odnosno kpa. Tlak zraka u lopti koji mjerimo kompresorom je baždarni tlak (tlak koji se mjeri relativno s atmosferskim tlakom). Ukupni (apsolutni) tlak u lopti je baždarni tlak plus atmosferski tlak.

5 Djelovanje sila Sile uzrokovane tlakom zraka djeluju na unutarnji i vanjski dio lopte. Također se pojavljuje elastična sila i sila unutarnjeg trenja koje djeluju unutar vanjskog dijela i gumenog unutarnjeg dijela lopte. Sile koje nastaju trenjem: statično trenje otpor zraka unutarnje trenje Sile koje uzrokuje zrak: uzgon zraka otpor zraka Osnovna sila koja djeluje na loptu je gravitacijska sila

6 Djelovanje sila Sile koje su povezane sa sudarom lopte i poda su -F N (lopta na pod) i F N (poda na loptu). Prilikom odskoka lopte trebamo uzeti u obzir sile koje uzrokuje tlak zraka, elastične sile i sile trenja unutar lopte

7 Djelovanje sila Sila pritiska je uzrokovana sudarom molekula zraka sa površinom. Sila na površinu koja ovisi o pojedinoj molekuli zraka je veoma mala. Ipak, obično ima mnogo molekula zraka tako da sveukupna pritisna sila može biti velika. Drugi učinci poput uzgona i trenja zraka su također uzrokovani sudarom molekula zraka i površine. Iznos pritisne sile na površinu F p se izračunava množenjem tlaka p sa površinom S. F p = p S

8

9 3. Eksperiment Cilj: Eksperimentom istražiti kako promjena vrijednosti tlaka u lopti utječe na visinu prvog i drugog odskoka od poda nakon što je ispuštena Pokazati vezu između tlaka zraka i odskoka lopti Usporediti visine odskoka različitih lopti Zadatak: Eksperimentom provjeriti utječe li promjena vrijednosti tlaka zraka u lopti na visinu njezina prvog i drugog odskoka od poda. Isti eksperiment ponoviti za tri različite lopte (košarkaška, odbojkaška i rukometna).

10 Pribor: košarkaška lopta, odbojkaška lopta, rukometna lopta štap dug 2m sa centimetarskom skalom za mjerenje odskoka mali zračni kompresor za pumpanje i ispumpavanje s manometrom za mjerenje tlaka zraka u lopti

11 Tijek rada 1. Pumpanje košarkaške lopte sa zračnim kompresorom na tlak 180 kpa tako da počnemo s loptom koja je potpuno napuhana 2. Manometrom mjerimo tlak zraka u lopti od 180 kpa

12 Tijek rada 3. Namjestimo dvometar vertikalno. 4. Loptu ispuštamo s visine m ravno dolje da padne i da se odbije od poda 2 puta 5. Mjerenje se ponavlja tri puta 6. Visinu odskoka mjerimo pomoću centimetarske skale ugrađene na stalku

13 Tijek rada 7. Unošenje podataka u tablicu. 8. Smanjujemo tlak u lopti uguravanjem igle zračnog kompresora u loptu postepeno na 160 kpa, 140 kpa itd. dok ne postignemo 20 kpa 9. Ponavljanje koraka 3-7 s košarkaškom loptom s manjim tlakovima 10. Eksperiment ponovimo za odbojkašku i rukometnu loptu

14 Tijek rada

15 Rezultati mjerenja i račun tlak p [kpa] visina puštanja lopte h [m] visina 1. odskoka h 1 [m] visina 2. odskoka h 2 [m] Mjerenja za košarkašku loptu

16 Rezultati mjerenja i račun tlak p [kpa] visina puštanja lopte h [m] visina 1. odskoka h 1 [m] visina 2. odskoka h 2 [m] Mjerenja za odbojkašku loptu

17 Rezultati mjerenja i račun tlak p [kpa] visina puštanja lopte h [m] visina 1.odskoka h 1 [m] visina 2.odskoka h 2 [m] Mjerenja za rukometnu loptu

18 Rezultati mjerenja i račun h1 [m] Košarkaška lopta Odbojkaška lopta Rukometna lopta p [kpa] Ovisnost visine 1. odskoka lopti o tlaku

19 Rezultati mjerenja i račun h2 [m] Košarkaška lopta Odbojkaška lopta Rukometna lopta p [kpa] Ovisnost visine 2. odskoka lopti o tlaku

20 h [m] Prvi odskok Drugi odskok Ovisnost visine prvog i drugog odskoka košarkaške lopte o tlaku p [kpa] h [m] Prvi odskok Drugi odskok Ovisnost visine prvog i drugog odskoka odbojkaške lopte o tlaku p [kpa] h [m] Prvi odskok Drugi odskok Ovisnost visine prvog i drugog odskoka rukometne lopte o tlaku p [kpa]

21 Tijek rada 1. Ispustimo loptu s visine m na indigo papir koji je na horizontalnoj površini (podu) 2. Izmjerili smo promjer otiska lopte 3. Mijenjali smo tlak lopti i mjerili promjere otiska 4. Pokus smo ponovili s odbojkaškom i rukometnom loptom 5. Pomoću radijusa smo izračunali površine otisaka 6. Koristeći površine i tlak izračunavali smo sile pritiska na unutrašnjem spljoštenom dijelu

22 Rezultati mjerenja i račun tlak p [kpa] polumjer otiska r [m] površina otiska S [m 2 ] pritisna sila F p [N] Izračunati podaci za sile pritiska košarkaške lopte

23 Rezultati mjerenja i račun tlak p [kpa] polumjer otiska r [m] površina otiska S [m 2 ] pritisna sila F p [N] Izračunati podaci za sile pritiska odbojkaške lopte

24 Rezultati mjerenja i račun tlak p [kpa] polumjer otiska r [m] površina otiska S [m 2 ] pritisna sila F p [N] Izračunati podaci za sile pritiska rukometne lopte

25 Rezultati mjerenja i račun Fp [N] Košarkarška lopta Odbojkaška lopta Rukometna lopta p [kpa] Ovisnost pritisne sile o tlaku

26 Analiza Analizirajući podatke uočili smo jednako ponašanje košarkaške, odbojkaške i rukometne lopte. Što je veći tlak, lopta više odskače. Visina odskoka se manje smanjuje kod višeg tlaka, a više kod nižeg tlaka. Pri većim tlakovima minimalna je promjena u visini odskoka. Kada je tlak padao od 40 kpa do 20 kpa, kod košarkaške lopte promjena u visini prvog odskoka je m, a kod drugog Kod odbojkaške lopte, promjena u visini prvog odskoka je 0.127, a kod drugog m. Kod rukometne lopte, promjena u visini prvog odskoka je 0.124, a kod drugog je m. Sila pritiska u jednom slučaju raste, u drugom pada, a u trećem je konstantna. To nam govori da uvelike ovisi o materijalu (ponajviše elastičnosti) od kojeg je lopta napravljena. Veličina otiska pokazuje deformaciju lopte tijekom odskoka. Kako se tlak smanjuje tako je veličina otiska veća, odnosno, deformacija lopte je veća.

27 4. Zaključak Rezultati pokazuju da je vrijednost tlaka zraka u lopti glavni faktor koji utječe na njezin odskok Povećanjem tlaka zraka u lopti povećava se visina odskoka lopte od poda Tlak zraka u lopti i odskok lopte nisu linearno ovisni Pitanja koja otvaraju nove projekte: Utječe li vrsta materijala od kojeg je lopta napravljena na njezin odskok? Koja vrsta lopti najbolje odskače od poda? Utječe li vrsta podloge na odskok lopte? Kako visina s koje je ispuštena lopta, utječe na njezin odskok?

28 Hvala na pažnji

29 5. Literatura 1. Dr. Rudolf Krsnik: Fizika 1, ŠK Zagreb, Nikola Cindro: Fizika 1, Mehanika valovi toplina, ŠK Zagreb, Miroslav Milinović: Hrvatska odbojkaška liga 4. Pravilnik o lopti 5. Izvor: Wikipedija