超級彈性--縱波海嘯

超級彈性--縱波海嘯

目的

演示彈性碰撞的現象。

實驗

用手舉起最下方的撞擊體,再放手任其自由落下,反彈之後,最上方的撞擊體能躍至天花板的高度。

原理思考

為什麼上方的撞擊體反彈後竟能要製天花板高度,是誰給他能量?

各撞擊體在碰撞時由彈簧提供各種撞擊體之間的作用力,越下方的撞擊體質量越大時,下方彈簧的彈力係數也需越大;因彈簧彈力消耗的機械能有限,所以各個物體之間的碰撞近似彈性碰撞。
本演示亦可用波動理論加以解釋,就像在深海傳到淺攤的海嘯,在深海地區傳播時浪高只有幾十公分,最後湧上岸的浪頭可能高達十幾公尺﹔地面撞擊產生的衝擊波,由下往上傳時,傳遞波動的介質質量愈來愈小,振動就愈激烈,於是最上方的撞擊體被撞得很高。 

討論

超新星爆炸是否也可用本演示說明。

可以。當星球核心的核反應不足以支撐重力時,星球開始塌陷。內層密度較高,上層密度較低,互相碰撞的結果,就像這個實驗,外層較輕的星球物質就被拋向渺遠的天空。

實驗器材

感謝萬能科技大學光電工程學系周鑑恆教授提供。

關於實驗

可同本網站中的實驗D19.超彈力碰撞做比較

製作

v.1 周鑑恆教授

指導老師

周鑑恆教授(萬能科技大學)

撰稿

周鑑恆教授(萬能科技大學)