utjeČe li tlak zraka na odskok lopte? - os-split · pdf file2. teorija tlak iskazujemo...
TRANSCRIPT
![Page 1: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/1.jpg)
UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE?
Učenici:Antonio Matas (8.raz.)Tomislav Munitić (8.raz.)
Mentor:Jadranka Vujčić
OŠ “Dobri”Kliška 25
21000 Split
![Page 2: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/2.jpg)
1. UvodUspjesi naših olimpijaca i održavanje svjetskog prvenstva u rukometu u našem gradu poslužili su nam kao motiv za odabir ovog projekta
Budući da je odskok lopte važan, došli smo na ideju istražiti odnos tlaka zraka u lopti i njezina odskoka od poda
U sportskoj dvorani istražili smo odskok više vrsta lopti (rukometna, košarkaška i odbojkaška lopta)
Svrha je eksperimentalnog rada pronaći kako promjena vrijednosti tlaka u lopti mijenja visinu njezina odskoka od poda
![Page 3: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/3.jpg)
2. TeorijaTlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito
F je pritisna sila u njutnima (N)S je ploština u kvadratnim metrima (m2)p je tlak u paskalima (Pa)
Paskal je tlak koji proizvodi sila od 1N djelujući okomito na površinu ploštine 1m2.
SFp =
![Page 4: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/4.jpg)
Tlak
Mjerni instrumenti kojima se mjeri tlak su:manometar – mjeri tlak plina u zatvorenom prostorubarometar – mjeri atmosferski tlaktlakomjer – mjeri tlak u ljudskom tijelu
Tlak kojim zračni omotač tlači površinu Zemlje nazivamo atmosferski tlak. Atmosferski tlak na razini mora iznosi 101300 Pa, odnosno 101.3 kPa.
Tlak zraka u lopti koji mjerimo kompresorom je baždarni tlak (tlak koji se mjeri relativno s atmosferskim tlakom). Ukupni (apsolutni) tlak u lopti je baždarni tlak plus atmosferski tlak.
![Page 5: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/5.jpg)
Djelovanje sila
Sile uzrokovane tlakom zraka djeluju na unutarnji i vanjski dio lopte. Također se pojavljuje elastična sila i sila unutarnjeg trenja koje djeluju unutar vanjskog dijela i gumenog unutarnjeg dijela lopte.
Sile koje nastaju trenjem: statično trenjeotpor zrakaunutarnje trenje
Sile koje uzrokuje zrak: uzgon zrakaotpor zraka
Osnovna sila koja djeluje na loptu je gravitacijska sila
![Page 6: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/6.jpg)
Djelovanje sila
Sile koje su povezane sa sudarom lopte i poda su -FN (lopta na pod) i FN (poda na loptu).
Prilikom odskoka lopte trebamo uzeti u obzir sile koje uzrokuje tlak zraka, elastične sile i sile trenja unutar lopte
![Page 7: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/7.jpg)
Djelovanje sila
Sila pritiska je uzrokovana sudarom molekula zraka sa površinom. Sila na površinu koja ovisi o pojedinoj molekuli zraka je veoma mala. Ipak, obično ima mnogo molekula zraka tako da sveukupna pritisna sila može biti velika.
Drugi učinci poput uzgona i trenja zraka su također uzrokovani sudarom molekula zraka i površine.
Iznos pritisne sile na površinu Fp se izračunava množenjem tlaka p sa površinom S.
Fp = p · S
![Page 8: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/9.jpg)
3. EksperimentCilj:
Eksperimentom istražiti kako promjena vrijednosti tlaka u lopti utječe na visinu prvog i drugog odskoka od poda nakon što je ispuštenaPokazati vezu između tlaka zraka i odskoka loptiUsporediti visine odskoka različitih lopti
Zadatak:Eksperimentom provjeriti utječe li promjena vrijednosti tlaka zraka u lopti na visinu njezina prvog i drugog odskoka od poda. Isti eksperiment ponoviti za tri različite lopte (košarkaška, odbojkaška i rukometna).
![Page 10: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/10.jpg)
Pribor:košarkaška lopta, odbojkaška lopta, rukometna loptaštap dug 2m sa centimetarskom skalom za mjerenje odskokamali zračni kompresor za pumpanje i ispumpavanje s manometrom za mjerenje tlaka zraka u lopti
![Page 11: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/11.jpg)
Tijek rada
1. Pumpanje košarkaške lopte sa zračnim kompresorom na tlak 180 kPa tako da počnemo s loptom koja je potpuno napuhana
2. Manometrom mjerimo tlak zraka u lopti od 180 kPa
![Page 12: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/12.jpg)
Tijek rada
3. Namjestimo dvometar vertikalno.4. Loptu ispuštamo s visine 1.8 m ravno dolje da
padne i da se odbije od poda 2 puta
5. Mjerenje se ponavlja tri puta6. Visinu odskoka mjerimo pomoću centimetarske
skale ugrađene na stalku
![Page 13: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/13.jpg)
Tijek rada
7. Unošenje podataka u tablicu.8. Smanjujemo tlak u lopti uguravanjem igle zračnog
kompresora u loptu postepeno na 160 kPa, 140 kPa itd. dok ne postignemo 20 kPa
9. Ponavljanje koraka 3 - 7 s košarkaškom loptom s manjim tlakovima
10. Eksperiment ponovimo za odbojkašku i rukometnu loptu
![Page 14: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/14.jpg)
Tijek rada
![Page 15: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/15.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
0.3630.8031.820
0.6101.0101.840
0.8571.2771.860
0.9271.3561.880
1.0301.4131.8100
1.0931.4461.8120
1.1401.4771.8140
1.1731.4831.8160
1.1901.4971.8180
visina 2. odskokah2 [m]
visina 1. odskokah1 [m]
visina puštanja lopteh [m]
tlakp [kPa]
Mjerenja za košarkašku loptu
![Page 16: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/16.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
0.5330.9631.820
0.6631.0901.840
0.7501.1601.860
0.7961.1961.880
0.8601.2531.8100
0.8671.2631.8120
0.8931.2831.8140
visina 2. odskokah2 [m]
visina 1. odskokah1 [m]
visina puštanja lopteh [m]
tlakp [kPa]
Mjerenja za odbojkašku loptu
![Page 17: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/17.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
0.4270.8761.820
0.5601.0001.840
0.7061.1371.860
0.8131.2431.880
0.8831.2961.8100
0.8971.3061.8120
visina 2.odskokah2 [m]
visina 1.odskokah1 [m]
visina puštanja lopteh [m]
tlakp [kPa]
Mjerenja za rukometnu loptu
![Page 18: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/18.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
p [kPa]
h1 [m
] Košarkaška loptaOdbojkaška loptaRukometna lopta
Ovisnost visine 1. odskoka lopti o tlaku
![Page 19: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/19.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
p [kPa]
h2 [m
] Košarkaška loptaOdbojkaška loptaRukometna lopta
Ovisnost visine 2. odskoka lopti o tlaku
![Page 20: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/20.jpg)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120 140 160
p [kPa]
h [m
] Prvi odskokDrugi odskok
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
p [kPa]
h [m
] Prvi odskokDrugi odskok
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120 140
p [kPa]
h [m
] Prvi odskokDrugi odskok
Ovisnost visine prvog i drugog odskoka košarkaške lopte o tlaku
Ovisnost visine prvog i drugog odskoka odbojkaške lopte o tlaku
Ovisnost visine prvog i drugog odskoka rukometne lopte o tlaku
![Page 21: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/21.jpg)
Tijek rada1. Ispustimo loptu s visine 1.8 m
na indigo papir koji je na horizontalnoj površini (podu)
2. Izmjerili smo promjer otiska lopte
3. Mijenjali smo tlak lopti i mjerili promjere otiska
4. Pokus smo ponovili s odbojkaškom i rukometnom loptom
5. Pomoću radijusa smo izračunali površine otisaka
6. Koristeći površine i tlak izračunavali smo sile pritiska na unutrašnjem spljoštenom dijelu
![Page 22: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/22.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
1872.840.0156070.07120
1662.640.0118760.06240
1778.560.0111160.06060
1804.320.0100240.05780
1899.800.0094990.055100
1868.020.0084910.052120
1921.920.0080080.051140
1960.140.0075390.049160
2025.800.0072350.048180
pritisna silaFp [N]
površina otiskaS [m2]
polumjer otiskar [m]
tlakp [kPa]
Izračunati podaci za sile pritiska košarkaške lopte
![Page 23: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/23.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
1742.280.0145190.06820
1530.200.0109300.05940
1519.840.0094990.05560
1470.060.0081670.05180
1417.000.0070850.048100
1307.240.0059420.044120
1361.280.0056720.043140
pritisna silaFp [N]
površina otiskaS [m2]
polumjer otiskar [m]
tlakp [kPa]
Izračunati podaci za sile pritiska odbojkaške lopte
![Page 24: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/24.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
1099.20.009160.05420
1098.00.007850.05040
1040.00.006500.04660
1094.40.006080.04480
1056.00.005280.041100
1023.00.004650.039120
pritisna silaFp [N]
površina otiskaS [m2]
polumjer otiskar [m]
tlakp [kPa]
Izračunati podaci za sile pritiska rukometne lopte
![Page 25: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/25.jpg)
Rezultati mjerenja i račun
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
p [kPa]
Fp [N
]
Košarkarška loptaOdbojkaška loptaRukometna lopta
Ovisnost pritisne sile o tlaku
![Page 26: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/26.jpg)
AnalizaAnalizirajući podatke uočili smo jednako ponašanje košarkaške, odbojkaške i rukometne lopte. Što je veći tlak, lopta više odskače. Visina odskoka se manje smanjuje kod višeg tlaka, a više kod nižeg tlaka.Pri većim tlakovima minimalna je promjena u visini odskoka.Kada je tlak padao od 40 kPa do 20 kPa, kod košarkaške lopte promjena u visini prvog odskoka je 0.207 m, a kod drugog 0.247.Kod odbojkaške lopte, promjena u visini prvog odskoka je 0.127, a kod drugog 0.130 m. Kod rukometne lopte, promjena u visini prvog odskoka je 0.124, a kod drugog je 0.133 m.Sila pritiska u jednom slučaju raste, u drugom pada, a u trećem je konstantna. To nam govori da uvelike ovisi o materijalu (ponajviše elastičnosti) od kojeg je lopta napravljena.Veličina otiska pokazuje deformaciju lopte tijekom odskoka. Kako se tlak smanjuje tako je veličina otiska veća, odnosno, deformacija lopte je veća.
![Page 27: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/27.jpg)
4. ZaključakRezultati pokazuju da je vrijednost tlaka zraka u lopti glavni faktor koji utječe na njezin odskokPovećanjem tlaka zraka u lopti povećava se visina odskoka lopte od podaTlak zraka u lopti i odskok lopte nisu linearno ovisni
Pitanja koja otvaraju nove projekte:Utječe li vrsta materijala od kojeg je lopta napravljena na njezin odskok?Koja vrsta lopti najbolje odskače od poda?Utječe li vrsta podloge na odskok lopte?Kako visina s koje je ispuštena lopta, utječe na njezin odskok?
![Page 28: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/28.jpg)
Hvala na pažnji
![Page 29: UTJEČE LI TLAK ZRAKA NA ODSKOK LOPTE? - os-split · PDF file2. Teorija Tlak iskazujemo količnikom pritisne sile i ploštine na koju sila djeluje okomito F je pritisna sila u njutnima](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020104/5a78e6cd7f8b9aa17b8e521b/html5/thumbnails/29.jpg)
5. Literatura1. Dr. Rudolf Krsnik: Fizika 1, ŠK – Zagreb, 1994.
2. Nikola Cindro: Fizika 1, Mehanika – valovi – toplina, ŠK – Zagreb, 1975.
3. Miroslav Milinović: Hrvatska odbojkaška liga
4. Pravilnik o lopti – http://uhrs.hr
5. Izvor: Wikipedija