Методична розробка (7 клас) – Демонстрація закону збереження енергії (дослід з склянкою)

Дослід: Склянка, захищена «щитом», - витримує удар молотком

Для експерименту знадобляться:

• металевий циліндр масою 1 кг (діаметром 93 мм);

• склянка на 250 мл (діаметром 73-74 мм);

• молоток з масою 0,5 кг;

• клаптик паперу 10 × 10 см;

Зрозуміло, що вдаривши молотком по склянці вона розіб’ється, але якщо поставити «щиток» на склянку, то вона вільно витримає удар молотком по металевому циліндру. Ставимо склянку на стіл, на склянку ставимо клаптик паперу, а на нього зверху ставимо металевий циліндр – це і буде «щит» для склянки. Піднімаємо молоток на висоту 15…20 см над циліндром і вдаряєм молотком по циліндру - склянка залишається не ушкодженою.

Пояснимо причину цього, скориставшись законом збереження енергії.

Кінетична енергія молотка до удару була W_к.м. = m_молот. × v²_молот. /2. Кінетична енергія циліндра до удару була W_к.ц. = 0. Після удару циліндр отримав кінетичну енергію W_к.ц. = m _{циліндра} × v²_{циліндра} /2, де V_{циліндра} = 2m_{молотка} × v_молот /( m_молот + m_{циліндра}). Таким чином, молоток передав циліндру кінетичну енергію, яка виражається формулою: