Un trampolí no és més que una simple diversió, però en realitat és una matriu complexa de les lleis més bàsiques de la física. Saltar amunt i avall és un exemple clàssic de la conservació de l’energia, des del potencial fins al cinètic. També presenta les lleis de Hooke i la constant de primavera. A més, verifica i il·lustra cadascuna de les tres lleis de moviment de Newton.
Energia cinètica
L’energia cinètica es crea quan un objecte amb certa quantitat de massa es mou amb una velocitat determinada. En altres paraules, tots els objectes en moviment tenen energia cinètica. La fórmula de l’energia cinètica és la següent: KE = (1/2) mv ^ 2, on m és massa i v és velocitat. Quan saltes sobre un trampolí, el teu cos té energia cinètica que canvia amb el pas del temps. A mesura que puges cap amunt i avall, la teva energia cinètica augmenta i disminueix amb la teva velocitat. La seva energia cinètica és la més gran, just abans de colpejar el trampolí en baixar i quan deixeu la superfície del trampolí a la pujada. La vostra energia cinètica és 0 quan arribeu a l'alçada del salt i comenceu a baixar i quan esteu al trampolí, a punt de propulsar-vos cap amunt.
Energia potencial
L'energia potencial canvia juntament amb l'energia cinètica. En qualsevol moment, la vostra energia total és igual a la vostra energia potencial més la vostra energia cinètica. L’energia potencial és funció de l’altura i l’equació és la següent: PE = mgh on m és massa, g és la constant de gravetat i h és alçada. Com més gran sigui, més energia potencial té. Quan abandoneu el trampolí i comenceu a viatjar cap amunt, la vostra energia cinètica disminueix més. En altres paraules, alenteu la velocitat. A mesura que s’alenteix i augmenta l’alçada, l’energia cinètica es transfereix a l’energia potencial. De la mateixa manera, a mesura que cau, disminueix la seva alçada disminuint la vostra energia potencial. Aquesta disminució d’energia existeix perquè la vostra energia canvia d’energia potencial en energia cinètica. La transferència d’energia és un exemple clàssic de la conservació d’energia, que afirma que l’energia total és constant amb el pas del temps.
Llei de Hooke
La llei de Hooke tracta sobre les fonts i l'equilibri. Un trampolí és bàsicament un disc elàstic que està connectat a diverses molles. Quan arribeu a terra al trampolí, les molles i la superfície del trampolí s’estenen com a conseqüència de la força del vostre cos aterrant-hi. La llei de Hooke estableix que les fonts funcionen per tornar a l'equilibri. Dit d’una altra manera, les molles es retiraran contra el pes del vostre cos a mesura que aterreu. La magnitud d’aquesta força és igual a la que s’exerceix sobre el trampolí quan aterra. La llei de Hooke es diu en l’equació següent: F = -kx on F és la força, k és la constant de la molla i x és el desplaçament de la molla. La llei de Hooke és només una altra forma d’energia potencial. De la mateixa manera que el trampolí està a punt de propulsar-vos, la vostra energia cinètica és 0, però la vostra energia potencial és màxima, tot i que esteu a una alçada mínima. Això es deu al fet que la vostra energia potencial està relacionada amb la constant de la primavera i la llei de Hooke.
Les lleis de moviment de Newton
Saltar sobre un trampolí és una excel·lent manera d’il·lustrar les tres de les lleis de moviment de Newton. La primera llei, que estableix que un objecte continuarà el seu moviment a menys que actuï amb una força exterior, s'il·lustra en el fet de no saltar-se al cel al saltar cap amunt i no volar pel fons de el trampolí en baixar. La gravetat i les molles del trampolí us mantenen rebotant. La segona llei de Newton il·lustra com la seva velocitat canvia amb l’equació bàsica de F = ma, o la força igual a la massa multiplicada per l’acceleració. Aquesta senzilla equació s’utilitza per trobar les equacions d’energia cinètica, on l’acceleració és simplement la gravetat. La tercera llei de Newton estableix que, per a cada acció, hi ha una reacció contrària igual. Això és il·lustrat per la llei de Hooke. Quan els ressorts s’estenen presenten una força igual i contrària, comprimint-se en equilibri i impulsant-te a l’aire.
