Energiamegmaradás igazolása jojóval


Előző órán kérjük meg a tanulókat, hogy akinek van otthon jojója hozza magával!

Órán a tanulók csoportokban dolgozzanak.
A csoportok létszáma a jojók számától függ. Minden csoportnak mérőszalagra, erőmérőre és stopperórára van süksége.

Tekerjünk fel h hosszúságú zsineget a  jojó tengelyére! A zsineg szabad végét rögzítsük, majd engedjük szabadon mozogni a korongot, és mérjük a fonál teljes letekeredéséhez szükséges t időt!  A  csoportok a mérést legalább háromszor végezzék el, és a mért időt átlagolják.

    Tekintsük a helyzeti energia nulla szintjeként a korong legalsó helyzetét! A mozgás során a kezdeti nyugalmi helyzeti energia mozgási és forgási energiává alakul. A mozgási energia a korong középpontjának v=2h/t sebességét és a test m tömegét meghatározva írható fel, a forgási energiát a test Q tehetetlenségi nyomatékával és a korong  w = 2h/(r .t) szögsebességével adhatjuk meg. (A szögsebesség számításánál figyelembe vettük, hogy a korong r sugarú tengelyével tisztán gördül le a zsinóron.)
    A Q tehetetlenségi nyomaték meghatározása számítással lehetséges. A korong geometriai adataira és tömegére van szükség. A mért adatok felhasználásával az

alakban felírható mechanikaienergia-megmaradás néhány százalékos pontossággal igazolható.