Một trampoline xuất hiện không khác gì niềm vui đơn giản, nhưng nó thực sự là một mảng phức tạp của các luật cơ bản nhất. Nhảy lên và xuống là một ví dụ cổ điển về việc bảo tồn năng lượng, từ tiềm năng vào động học. Nó cũng giới thiệu luật của Hooke và hằng số mùa xuân. Hơn nữa, nó kiểm chứng và minh hoạ cho mỗi luật chuyển động của Newton.
Video trong ngày
Năng lượng tiềm ẩn
Thay đổi năng lượng tiềm ẩn cùng với động năng. Bất cứ lúc nào, tổng năng lượng của bạn bằng năng lượng tiềm năng của bạn cộng với động năng của bạn. Năng lượng tiềm ẩn là một hàm của chiều cao và phương trình như sau: PE = mgh trong đó m là khối lượng, g là hằng số hấp dẫn và h là chiều cao. Bạn càng có nhiều tiềm năng năng lượng bạn có. Khi bạn rời khỏi trampoline và bạn bắt đầu đi lên, động năng của bạn sẽ giảm đi khi bạn đi lên cao hơn. Nói cách khác, bạn chậm lại. Khi bạn làm chậm và đạt được chiều cao động năng của bạn được chuyển thành năng lượng tiềm năng. Tương tự như vậy, khi bạn ngã, chiều cao của bạn giảm, làm giảm năng lượng tiềm ẩn của bạn. Sự suy giảm năng lượng này tồn tại bởi vì năng lượng của bạn đang thay đổi từ năng lượng tiềm năng sang động năng. Việc chuyển giao năng lượng là một ví dụ cổ điển về bảo tồn năng lượng, trong đó nói rằng tổng năng lượng không đổi theo thời gian.Luật của Hooke
Luật của Hooke liên quan đến sự giãn nở và cân bằng. Một trampoline về cơ bản là một đĩa đàn hồi được kết nối với một số lò xo. Khi bạn lên bẫy trampoline các lò xo và bề mặt trampoline trải dài như là kết quả của lực của cơ thể hạ cánh xuống nó. Luật của Hooke nói rằng lò xo sẽ làm việc để trở lại trạng thái cân bằng. Nói cách khác, lò xo sẽ kéo ngược lại cơ thể bạn khi bạn hạ cánh. Độ lớn của lực này bằng với cường độ mà bạn tác động lên trampoline khi bạn hạ cánh. Luật của Hooke được biểu diễn theo phương trình sau: F = -kx với F là lực, k là hằng số lò xo và x là độ dịch chuyển của lò xo.Luật của Hooke chỉ đơn thuần là một dạng năng lượng tiềm năng. Cũng giống như chiếc trampoline sắp kích thích bạn, động năng của bạn là 0 nhưng năng lượng tiềm năng của bạn sẽ được tối đa hóa, mặc dù bạn ở độ cao tối thiểu. Điều này là bởi vì năng lượng tiềm năng của bạn liên quan đến hằng số mùa xuân và Luật của Hooke.Định luật về chuyển động của Newton
Nhảy trên một tấm bạt lò xo là một cách tuyệt vời để minh họa cho cả ba định luật chuyển động của Newton. Luật thứ nhất cho biết một vật thể sẽ tiếp tục chuyển động trừ khi được thực hiện bởi một lực lượng bên ngoài, được minh họa bởi thực tế là bạn không bay lên bầu trời khi bạn nhảy lên và bạn không bay qua đáy trampoline khi bạn xuống. Trọng lực và các lò xo của trampoline giữ cho bạn nảy. Định luật thứ hai của Newton minh họa vận tốc của bạn thay đổi như thế nào với phương trình cơ bản của F = ma, hoặc lực bằng với khối lượng nhân với gia tốc. Phương trình đơn giản này được sử dụng để tìm ra các phương trình cho động năng, ở đó gia tốc chỉ đơn giản là trọng lực. Định luật thứ ba của Newton cho rằng mọi hành động đều có phản ứng trái ngược nhau. Điều này được minh hoạ bởi luật của Hooke. Khi các lò xo giãn ra, chúng sẽ có lực tương đương và ngược lại, nén trở lại trạng thái cân bằng và đẩy bạn lên trong không khí.
