ماذا يحدث عندما تسقط كرة عالية الارتداد بطول 50 سم؟ (سبويلر: واو!)

أسقطت كرة ارتفاعها 50 سم على أرضية صلبة، متوقعًا أن ترتفع إلى نفس الارتفاع تقريبًا. بدت النتيجة مفاجئة، لكن السبب بسيط: تخزن الكرة الطاقة عندما تصطدم بالأرض، وتطلق جزءًا من تلك الطاقة عندما ترتد إلى الخلف. ولم تعد الكرة إلى ارتفاعها الأصلي. وفي اختبار داخلي نموذجي، قد يرتد إلى حوالي 35-45 سم. يعتمد الارتفاع الدقيق على الكرة والأرضية ودرجة الحرارة والزاوية ومقدار الدوران. ### كيف قمت باختبارها استخدمت: - كرة مطاطية عالية الارتداد - شريط قياس - أرضية صلبة ومسطحة - كاميرا هاتف - جدار واضح أو مقياس عمودي أمسكت الجزء السفلي من الكرة عند علامة 50 سم. أبقيت يدي ثابتة وأطلقت الكرة دون دفعها للأسفل. دفعة صغيرة يمكن أن تغير النتيجة، لذلك كررت القطرة عدة مرات. ارتفع الارتداد الأول بسرعة، ثم فقد الارتفاع. وكان الارتداد الثاني أقل. وبعد عدة ضربات أخرى، توقفت الكرة عن الارتداد وتدحرجت على الأرض. ### لماذا ترتد الكرة؟ عندما تضرب الكرة الأرض، يتغير شكلها للحظة قصيرة. يقوم المطاط بضغط وتخزين بعض طاقة حركة الكرة. ثم يتوسع ويدفع نحو الأرض. الأرضية تدفع للخلف. هذه القوة ترسل الكرة إلى أعلى. الكرة لا تحتفظ بكل طاقتها. وتتحول بعض الطاقة إلى صوت وحرارة وحركة داخل المطاط. ولهذا السبب ترتفع الكرة إلى نقطة أقل بعد كل ارتداد. عادةً ما تعطي الأرضية الصلبة ارتدادًا أعلى من السجاد. ينحني السجاد ويمتص المزيد من التأثير. يمكن للسجادة الناعمة أن تجعل الفرق سهل الرؤية. ### لماذا يمكن أن تبدو النتيجة جامحة؟ قد يبدو الارتداد أعلى بكثير من المتوقع عندما أشاهده بدون مقياس. تتحرك الكرة بسرعة وقد تفوت العين أعلى نقطة لها. يمكن لزاوية الكاميرا أيضًا أن تجعل الكرة تبدو أقرب أو أبعد عن الأرض. تغيير بسيط في الإطلاق يمكن أن يؤثر على الاختبار: - إطلاق الكرة من مسافة 50 سم يختلف عن دفعها للأسفل. - إن إسقاطه على الخرسانة يختلف عن إسقاطه على الخشب. - قد تعمل الكرة المطاطية الدافئة بشكل مختلف عن الكرة الباردة. - قد ترتد الكرة ذات الدوران إلى أحد الجانبين. - قد تفقد الكرة البالية ارتفاعها بشكل أسرع من الكرة الجديدة. ولهذا السبب يمكن لشخصين اختبار نفس الكرة وتسجيل أرقام مختلفة. ### مثال بسيط قمت باختبار كرة مطاطية على أرضية خشبية. وصلت الكرة إلى حوالي 40 سم بعد الارتداد الأول، أي ما يقرب من 80% من ارتفاع إطلاقها. وصل الارتداد التالي إلى حوالي 25 سم. والثالث ارتفع إلى حوالي 15 سم. هذه الأرقام مجرد مثال وليست نتيجة ثابتة لكل كرة عالية الارتداد 50 سم. شكل المنتج والمواد يمكن أن تغير النتيجة. ### كيفية جعل الاختبار أكثر دقة 1. ضع شريط القياس بجانب منطقة السقوط. 2. ضع علامة على نقطة التحرير البالغة 50 سم. 3. أمسك الكرة في نفس الوضع في كل مرة. 4. قم بتحريره دون إضافة قوة للأسفل. 5. أبقِ الكرة فوق نفس المكان على الأرض. 6. قم بتسجيل الارتداد بالحركة البطيئة. 7. كرر الاختبار خمس مرات. 8. قارن أعلى نقطة في كل ارتداد أولي. يساعد الفيديو البطيء الحركة لأن الكرة قد تصل إلى أعلى نقطة لها بين إطاري فيديو عاديين. يمكن للخلفية الساطعة والإضاءة الجيدة أيضًا أن تجعل القياس أسهل. لن أختبر الكرة بالقرب من الزجاج أو المصابيح أو الحيوانات الأليفة أو غيرها من الأشياء الهشة. يمكن للكرة عالية الارتداد أن تغير اتجاهها بعد ملامستها للأرض. الجزء الأكثر إثارة للاهتمام ليس الارتفاع الدقيق. إنه تغير الطاقة الذي يحدث في أقل من ثانية. يمكن لقطرة 50 سم أن توضح كيف يعمل المطاط والجاذبية والحركة والصوت والأرض معًا. قد يبدو الارتداد جامحًا، لكن الاختبار الدقيق يكشف عن نمط واضح: كل ارتطام يفقد بعض الطاقة، وبالتالي يصبح كل ارتداد أقل.

لقد أسقطت الكرة من ارتفاع 50 سم، متوقعًا ارتدادًا نظيفًا. ولم يبقى في مكانه. ارتدت الكرة، وتدحرجت، وغيرت اتجاهها، ودارت على الأرض. هذه الحركة المفاجئة هي ما يجعل هذا الاختبار البسيط ممتعًا للمشاهدة. يمكن أن تؤدي قطرة صغيرة إلى نتيجة مختلفة تمامًا عندما تدور الكرة قليلاً أو تهبط بزاوية. تعتمد النتيجة على بعض التفاصيل البسيطة: - شكل الكرة - كمية الهواء بداخلها - السطح الموجود تحتها - زاوية السقوط - أي دوران مضاف قبل إطلاقها عادة ما تعطي الأرضية الصلبة ارتدادًا أكثر حدة. تمتص السجادة قدرًا أكبر من التأثير، لذا قد تتوقف الكرة عاجلاً. إذا قمت بإسقاطها بحركة بسيطة، يمكن أن تتحرك الكرة بشكل جانبي بعد لمس الأرض. جرب هذا الاختبار في المنزل: 1. قم بقياس ارتفاع 50 سم. 2. ضع الكرة فوق سطح مستو واضح. 3. قم بتحريره دون دفعه. 4. شاهد الارتداد الأول. 5. كرر الاختبار بكمية صغيرة من الدوران. 6. قارن بين الاتجاه والارتفاع والمسافة لكل ارتداد. أحب هذا النشاط لأنه يحول الكرة الأساسية إلى درس فيزياء سريع. الكرة لا تتحرك بشكل عشوائي. ويتغير مساره لأن القوة والاحتكاك والدوران ونسيج السطح تعمل معًا. للحصول على مقارنة عادلة، حافظ على ارتفاع السقوط كما هو في كل مرة. قم بإزالة الأشياء من المنطقة وتجنب رمي الكرة تجاه الأشخاص أو الحيوانات الأليفة أو الزجاج أو الأشياء الهشة. يمكن أن يساعد مقطع الفيديو القصير بالحركة البطيئة أيضًا في إظهار اللحظة الدقيقة التي يتغير فيها اتجاه الارتداد. في المرة القادمة التي تبدو فيها الكرة "مجنونة"، انظر عن كثب إلى زاوية الهبوط والسطح. قد يبدو الهبوط بمقدار 50 سم بسيطًا، لكن الارتداد يمكن أن يكشف الكثير عن الحركة.

رميت الكرة النطاطة عبر الطاولة وشاهدتها ترتفع بعد الارتداد. للحظة، بدا الأمر كما لو أن الجاذبية قد توقفت عن العمل. يكون التأثير أسهل في الفهم عندما ترى الإعداد. الكرة مصنوعة من مادة مطاطية نابضة بالحياة. وعندما تصطدم بسطح صلب، يتحول جزء من حركتها إلى ارتداد إلى أعلى. يمكن للشكل المنحني والأرضية الناعمة وزاوية الرمي الصحيحة أن تجعل الكرة تقفز أعلى من المتوقع. قد تبدو الحركة غريبة، لكنها تتبع الفيزياء العادية. لقد قمت باختبارها في ثلاثة أماكن: - على أرضية خشبية، ارتدت الكرة بشكل سريع وحاد. - على السجادة، أصبح الارتداد أكثر ليونة وأقل. - على طاولة ناعمة، تحركت الكرة لمسافة أبعد قبل أن ترفع في الهواء. السطح يغير النتيجة. تقوم الأسطح الصلبة بإرجاع المزيد من طاقة الكرة. الأسطح الناعمة تمتص المزيد منه. للحصول على ارتداد واضح، أستخدم هذه الخطوات البسيطة: 1. اختر سطحًا صلبًا ونظيفًا. 2. أمسك الكرة بالقرب من الأرض. 3. قم برميها بزاوية طفيفة. 4. اترك مساحة كافية لتتحرك الكرة. 5. سجل الحركة من الجانب. يمكن أن يؤدي الفيديو البطيء الحركة إلى تسهيل رؤية التأثير. كما أنه يساعد في إظهار أن الكرة لا تطفو. يرتفع للحظة قصيرة، ثم يتباطأ بالقرب من القمة، ثم يهبط مرة أخرى. لقد جربت الحيلة مع ابن أخي في غرفة المعيشة. لقد اعتقد أن الكرة كانت تطير حتى شاهدنا التسجيل إطارًا تلو الآخر. هذه المفاجأة الصغيرة حولت لعبة بسيطة إلى درس ممتع حول الحركة والطاقة وارتفاع الارتداد. أبعد الحيوانات الأليفة والأشياء الزجاجية والأشياء الهشة عن منطقة الاختبار. يمكن للكرة تغيير اتجاهها بعد اصطدامها بالحائط أو حافة الطاولة. هذه الكرة النطاطة لا تهزم الجاذبية. يستخدم الشكل والسرعة والاتصال السطحي لإنشاء ارتداد يبدو غير عادي. وهذا ما يجعل مشاهدة كل رمية أمرًا ممتعًا: فالنتيجة تعتمد على كيفية ومكان إطلاقها.

يبدو الهبوط بمقدار 50 سم أمرًا بسيطًا، لكن الارتداد يمكن أن يتغير من اختبار إلى آخر. قد تهبط الكرة على أرضية صلبة ولا ترتفع إلا لجزء من طريق العودة. قد يمتص السطح الناعم المزيد من الطاقة. حتى الطريقة التي أطلق بها الكرة يمكن أن تؤثر على النتيجة. ولهذا السبب فإن هذا التحدي يعمل بشكل أفضل كتجربة صغيرة ومضبوطة بدلاً من التخمين السريع. أحتاج إلى: - كرة واحدة - شريط قياس أو مسطرة - أرضية صلبة ومسطحة - جدار أو خلفية مع علامات ارتفاع واضحة - كاميرا هاتف - دفتر لتسجيل النتائج أضع الكرة على ارتفاع 50 سم بالضبط فوق الأرض. يجب أن يبدأ القياس من أسفل الكرة وليس من يدي. أحمل الكرة بثبات، ثم أطلقها دون أن أدفعها، وأسجل السقوط من الجانب. الكاميرا تساعد لأن الكرة تتحرك بسرعة. يمكنني إيقاف الفيديو مؤقتًا والتحقق من أعلى نقطة بعد الارتداد الأول. قد تبدو الكرة أعلى مما هي عليه بالفعل عندما أشاهدها في الوقت الفعلي. أكرر القطرة ثلاث مرات وأسجل كل نتيجة. مثال: - القطرة 1: 31 سم - القطرة 2: 30 سم - القطرة 3: 32 سم يبلغ متوسط ​​ارتفاع الارتداد حوالي 31 سم. وهذا يعطيني نتيجة أفضل من الاعتماد على ارتداد واحد. الحساب المفيد هو: نسبة الارتداد = ارتفاع الارتداد ÷ ارتفاع السقوط × 100 مع ارتداد 31 سم من ارتفاع 50 سم: 31 ÷ 50 × 100 = 62% هذا يعني أن الكرة عادت إلى حوالي 62% من ارتفاعها الأصلي. ولم تسترد كل الطاقة من السقوط لأن بعض الطاقة تحولت إلى صوت وحرارة وحركة في الكرة وحركة في الأرض. الكرة نفسها تحدث فرقًا كبيرًا. لن تؤدي كرة التنس والكرة المطاطية وكرة السلة وكرة الرغوة إلى نفس النتيجة. يمكن أيضًا أن يؤدي ضغط الهواء ودرجة الحرارة والعمر وتآكل السطح إلى تغيير الارتداد. الكلمة لا تقل أهمية. يمتص كل من البلاط والخرسانة والخشب والسجاد والعشب كمية مختلفة من الطاقة. عادة ما تعطي الأرضية الصلبة ارتدادًا أعلى من السجاد، لكن النتيجة لا تزال تعتمد على الكرة. أحافظ على عدالة الاختبار من خلال تغيير عامل واحد فقط في كل مرة. إذا قارنت كرتين، أستخدم نفس ارتفاع السقوط والأرضية وموضع الكاميرا وطريقة الإطلاق. إذا اختبرت أسطحًا مختلفة، سأحتفظ بنفس الكرة وأخفض الارتفاع. من الأخطاء الشائعة رمي الكرة للأسفل بدلاً من إطلاقها. حتى الدفعة الصغيرة تضيف طاقة إضافية وتجعل الارتداد يبدو أعلى. خطأ آخر هو قياس الجزء العلوي من الكرة أثناء السقوط وقياس الجزء السفلي من الكرة أثناء الارتداد. أستخدم نفس النقطة المرجعية في كل مرة. السؤال الأفضل ليس ببساطة: "إلى أي ارتفاع يمكن أن ترتد هذه الكرة؟" والسؤال الأفضل هو: "ما مقدار الطاقة التي تسقطها الكرة التي تعود إليها؟" يحول هذا السؤال تحديًا قصيرًا إلى اختبار مفيد للحركة والطاقة والقياس. من خلال إسقاط 50 سم، والإعداد الدقيق، والتجارب المتكررة، والملاحظات الواضحة، أستطيع أن أرى لماذا قد تؤدي كرتان متشابهتان إلى نتائج مختلفة تمامًا.

كنت أعتقد أن اللعبة النطاطة تحتاج إلى إعداد معقد لتكون ممتعة. ثم قمت بإجراء اختبار سقوط بسيط: أمسك به واتركه وشاهد ما سيحدث بعد ذلك. تصطدم الكرة بالأرض وترتد مرتدة بشكل حيوي. لا أزرار. لا بطاريات. لا تعليمات طويلة. مجرد إجراء صغير يمنح الأطفال نتيجة واضحة يمكنهم رؤيتها والشعور بها. هذه الاستجابة البسيطة تجعل من السهل الاستمتاع بها في المنزل أو في الفصل الدراسي أو في الهواء الطلق. أحب البدء بانخفاض منخفض على سطح مستو. يساعد هذا الأطفال على رؤية كيفية تحرك الكرة دون إضافة ارتفاع كبير. بمجرد أن يفهموا الحركة، يمكنهم تغيير جزء واحد في كل مرة: - أسقطه من نقطة أعلى. - جرب أرضية خشبية، أو بلاط، أو حصيرة مطاطية، أو سطح خرساني. - استخدم المسطرة لمقارنة ارتفاع الارتداد. - احسب عدد مرات ملامسة الأرض. - سجل السطح الذي يخلق أعلى ارتداد. تحول هذه الاختبارات الصغيرة اللعب إلى درس عملي. يبدأ الأطفال في ملاحظة أن نفس الكرة قد ترتد بشكل مختلف على الأسطح المختلفة. يمكن أن توفر الأرضية الصلبة استجابة أكثر وضوحًا، بينما قد تقلل السجادة الناعمة من الارتداد. ارتفاع السقوط يغير النتيجة أيضًا. لقد اختبرت نشاطًا مشابهًا مع طفل باستخدام كرة تنس وأرضية مبلطة. لقد حددنا نقطة البداية بالشريط اللاصق وشاهدنا الكرة تعود إلى نفس المنطقة تقريبًا بعد كل قطرة. ثم جرب الطفل الأرضية المغطاة بالسجاد وسرعان ما لاحظ الفرق. استمر النشاط بضع دقائق فقط، لكنه أدى إلى طرح أسئلة حول القوة والحركة والطاقة. هذا هو المكان الذي يصبح فيه هذا النوع من الألعاب مفيدًا. لا يتعلق الأمر فقط بمشاهدة الكرة تقفز من الأرض. إنه يمنح الأطفال طريقة بسيطة لاستكشاف السبب والنتيجة. يمكن للبالغين جعل النشاط أكثر أمانًا وسهولة عن طريق اختيار منطقة مفتوحة، وإزالة العناصر الهشة، والحفاظ على ارتفاع السقوط معقولًا. يجب أن تتجنب الاختبارات الخارجية الطرق والسلالم والأماكن المزدحمة. قد يحتاج الأطفال أيضًا إلى تذكيرات بعدم رمي الكرة تجاه الأشخاص أو الحيوانات الأليفة. بالنسبة للأطفال الأصغر سنًا، فإن السقوط القصير والسطح الناعم يمكن أن يجعل إدارة النشاط أسهل. قد يستمتع الأطفال الأكبر سنًا بقياس النتائج وكتابة ما يلاحظونه. يمكن أن يتضمن المخطط الأساسي ما يلي: | السطح | ارتفاع السقوط | ارتفاع الارتداد | عدد مرات الارتداد | |---|---:|---:|---:| | بلاط | 30 سم | ___ سم | ___ | | خشب | 30 سم | ___ سم | ___ | | سجاد | 30 سم | ___ سم | ___ | غالبًا ما تأتي قيمة اللعبة المرتدة الجيدة من سهولة استخدامها. لا أحتاج إلى شاشة أو كابل شحن أو إعداد تفصيلي. يمكنني أن أبدأ بقطرة واحدة وأترك ​​للطفل أن يقرر ما الذي يجب اختباره بعد ذلك. لن يكون الارتداد متطابقًا في كل مرة. يمكن أن تؤثر التغييرات الصغيرة في نقطة الإطلاق والزاوية والسطح ومقدار القوة على النتيجة. هذا الاختلاف هو جزء من النشاط. فهو يشجع الأطفال على المحاولة مرة أخرى، ومقارنة النتائج، وشرح ما يرونه. يمكن أن يؤدي الانخفاض البسيط إلى أكثر من مجرد ارتداد سريع. يمكن أن تبدأ لعبة، أو تجربة علمية صغيرة، أو لحظة مشتركة بين شخص بالغ وطفل. أفضل طريقة لاستكشافها هي السهلة: اختر سطحًا آمنًا، وأسقط الكرة، وراقب عن كثب، ودع الفضول يقود الاختبار التالي.

لقد أسقطت كرة على الأرض وتوقعت ارتدادًا بسيطًا. النتيجة تعتمد على أكثر من ارتفاع القطرة. إن مادة الكرة وسطح الأرض وضغط الهواء وزاوية التأثير كلها تغير ما يحدث بعد ذلك. قد ترتد الكرة المطاطية الموجودة على الخرسانة عاليًا وتتحرك بسرعة عبر السطح. نفس الكرة على العشب تفقد المزيد من الطاقة، لذلك يبدو الارتداد أقل وأكثر ليونة. تتصرف كرة السلة بشكل مختلف عن كرة التنس لأن حجمها ووزنها وضغط الهواء الداخلي ليسا متساويين. فيما يلي اختبار بسيط يمكنك تجربته: 1. اختر كرة واحدة وتأكد من أنها في حالة جيدة. 2. أسقطه من ارتفاع مُقاس، مثل 50 سم. لا ترميها. 3. سجل مدى ارتفاعه بعد الارتداد الأول. 4. كرر الاختبار على الأسطح المختلفة، مثل الخرسانة والخشب والسجاد والعشب. 5. قارن النتائج بدلاً من الاعتماد على قطرة واحدة. عندما تصطدم الكرة بالأرض، يتغير بعض حركتها إلى صوت وحرارة وتغييرات صغيرة في الشكل. عادةً ما يعيد السطح الصلب المزيد من الطاقة إلى الكرة، بينما يمتص السطح الناعم المزيد منها. ولهذا السبب قد ترتد الكرة بقوة من أرضية صالة الألعاب الرياضية ولكنها تتوقف بسرعة على سجادة سميكة. الزاوية مهمة أيضًا. غالبًا ما يؤدي الهبوط المستقيم إلى حدوث ارتداد يتحرك للأعلى. يمكن أن يؤدي التأثير المائل إلى إرسال الكرة للأمام أو للجانب. إذا كان السطح غير مستوٍ، فقد يتغير الاتجاه بطريقة يصعب التنبؤ بها. لقد قارنت ذات مرة كرة تنس وكرة ملعب مطاطية صغيرة على أرضية خشبية. ارتدت كرة التنس بشكل سريع وحاد ولم تتحرك إلا لمسافة قصيرة. ارتدت الكرة المطاطية الأكبر حجمًا إلى الأسفل ولكنها تحركت لمسافة أبعد بعد اصطدامها الأول. جاء الاختلاف من شكلها ووزنها ومادتها. يمكن أن يؤدي ضبط الهاتف على الحركة البطيئة إلى جعل الاختبار أكثر فائدة. شاهد لحظة الارتطام وتغير الشكل والاتجاه بعد الارتداد. احتفظ بالكاميرا في نفس الموضع لكل تجربة، ثم ضع مسطرة أو جدارًا مميزًا في الخلفية لتقدير ارتفاع الارتداد. قم بارتداء حماية للعين إذا كانت الكرة صلبة أو كان الاختبار يتضمن قوة إضافية. أبقِ الأشخاص والحيوانات الأليفة والزجاج والأشياء الهشة بعيدًا عن منطقة الاختبار. لا تقم أبدًا بإسقاط الكرة من ارتفاع يمكن أن يسبب إصابة أو ضررًا. في المرة القادمة التي تصطدم فيها الكرة بالأرض، انتبه أكثر من مجرد ارتدادها. السطح والضغط والشكل والزاوية كلها جزء من النتيجة. يمكن لتجربة قصيرة أن توضح لماذا قد تتصرف كرتان تسقطان في نفس المكان بطرق مختلفة تمامًا. هل تريد معرفة المزيد؟ لا تتردد في الاتصال بـ Jiang Yibao: 2058285920@qq.com/WhatsApp +8613162100817.

1. إسحاق نيوتن 1687 المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية 2. ديفيد هاليداي روبرت ريسنيك وجيرل ووكر 2018 أساسيات الفيزياء 3. بول أ تيبلر وجين موسكا 2008 الفيزياء للعلماء والمهندسين 4. جون دي كاتنيل وكينيث دبليو جونسون 2019 فيزياء 5. دوغلاس سي جيانكولي مبادئ الفيزياء لعام 2014 مع التطبيقات 6. راندال دي نايت 2017 الفيزياء للعلماء والمهندسين نهج استراتيجي