स्प्रिंग प्रक्षेपक कैसे खेलें
- एक परीक्षण चुनो और कार्ड पर स्प्रिंग, दबाव और जो वह छोड़ती है, पढ़ो।
- स्प्रिंग ½·k·x² संचित करती है, x मीटर में। घर्षण के बिना सब गति या ऊँचाई बन जाता है।
- अपना अनुमान लिखो और शुरू करो दबाओ। नारंगी निशान तुम्हारी चाल, ऊँचाई या दबाव दिखाता है।
- ऊर्जा की पट्टियाँ देखो: ऊर्जा स्प्रिंग से गति और ऊँचाई में जाती है, पर कुल वही रहता है।
स्प्रिंग कितनी ऊर्जा संचित करती है?
स्प्रिंग को जितना ज़्यादा दबाओ, उतना ज़्यादा बल लगता है, F = k·x, इसलिए तुम्हारा किया कार्य, यानी संचित ऊर्जा, इस बढ़ते बल के नीचे का क्षेत्रफल है: ½·k·x²। छोड़ने पर स्प्रिंग यह ऊर्जा उस चीज़ को दे देती है जिसे वह धकेलती है। समतल मेज़ पर सारी ऊर्जा गति, ½·m·v², बनती है, इसलिए प्रक्षेपण चाल v = x·√(k ÷ m) है। ऊपर की ओर, वस्तु के उठने पर गति ऊँचाई में बदलती है, जब तक m·g·h स्प्रिंग की संचित ऊर्जा के बराबर न हो जाए। क्योंकि ऊर्जा दबाव के वर्ग के साथ चलती है, दोगुना दबाने से चार गुना ऊर्जा संचित होती है और रॉकेट चार गुना ऊँचा जाता है। यह उल्टा भी काम करता है: स्प्रिंग बफ़र से टकराती गाड़ी उसे तब तक दबाती है जब तक उसकी सारी गतिज ऊर्जा संचित न हो जाए, फिर स्प्रिंग उसे वापस धकेलती है। धनुष, गुलेल, पोगो स्टिक और ट्रैम्पोलिन इसी तरह ऊर्जा संचित करते हैं, और पटरी के सिरे के बफ़र इसी तरह रेलगाड़ियाँ रोकते हैं।
एक केंद्रित सीखने का मॉडल
कोई घर्षण या हवा का प्रतिरोध नहीं है, और स्प्रिंगों का द्रव्यमान नहीं है। ऊँचाइयाँ वहाँ से मापी जाती हैं जहाँ रॉकेट दबी स्प्रिंग पर रखा है, और धक्का केवल सेकंड के कुछ सौवें हिस्से तक रहता है, दिखाने के लिए बहुत तेज़। पिनबॉल की मेज़ समतल है और उसकी पट्टी 4 m लंबी है। दोनों रॉकेट 1.5 गुना तेज़ और गाड़ी आधी गति से दिखती है, ताकि स्प्रिंग का दबना दिखे। 2% के भीतर के उत्तर सही हैं। g = 9.8 m/s²।