Feladat: 40. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bedey Gyögy ,  Budai Patroklosz Zsolt ,  Kunsági Máté Sándor 
Füzet: 1981/április, 188 - 189. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Ütközés fallal, Rugalmatlan ütközések, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1980/december: 40. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Az ütközési együttható a két ütköző tárgy ütközés utáni és ütközés előtti relatív sebességeinek hányadosa (Budó-Pócza: Kísérleti Fizika I. kötet):

ε=|v'1-v'2||v1-v2|.
Nem centrális ütközésnél természetesen csak az ütközési normális irányába eső komponenseket kell figyelembe vennünk.
Tökéletesen rugalmas ütközés esetén ε=1 , tökéletesen rugalmatlan ütközéskor ε=0.
Budai Patroklosz Zsolt (Budapest, Berzsenyi D. Gimn., IV. o. t.) h0 magasságból ejtette le a labdát, és nézte a felpattanás magasságát, h-t. A labdát nagyobb magasságból ejtve növelte az ütközési impulzust. A labda egy vízszintes lapra esett, így az ütközésben részt vevő másik test a Földgolyó, amely nagy tömege miatt nem mozdul el, tehát
ε=v'1v1=hh0.

Fontos figyelembe venni, hogy a magasból leejtett labdánál a közegellenállás fékező ereje is nagyobb, tehát a magasságot nem lehet bármeddig fokozni. A légellenállás hatását azáltal is csökkenthetjük, ha nagy sűrűségű, tömör gumilabdát használunk.
A bemutatott mérést 4cm átmérőjű, 25g tömegű ,,trükk''-labdával végezték.
A h0 magasságot mm pontossággal lehetett beállítani, de a visszapattanási magasság mérési hibája 5mm körüli volt. Ez a hibabecslés a többször ismételt mérésekből adódott. A táblázat mutatja az azonos mérési körülmények között végzett mérések átlagát. Az ábrán a keresett összefüggést ábrázoltuk a mérés hibáját is feltüntetve.
 

h0(m)    0,1    0,2    0,3    0,4    0,5    0,6    0,7    0,8  h(m)    0,07    0,15    0,225    0,285    0,36    0,42    0,495    0,565  I(gm/s)    32    50    63    70    78    85    92    99  ε     0,84    0,86    0,86    0,85    0,84    0,84    0,84    0,84  

 
h0(m)    0,9    1    1,1    1,2    1,3    1,4    1,5  h(m)    0,625    0,69    0,76    0,805    0,87    0,92    0,98  I(gm/s)    105    110    116    121    126    131    136  ε     0,83    0,83    0,83    0,82    0,82    0,81    0,81  
Amikor az esési magasság még kicsi, akkor a hiba nagy (3%), de később, hasonló impulzusoknál lecsökken.

A grafikonból látszik, hogy ebben a tartományban az ütközési szám az impulzussal csökken, de a változás olyan kicsi, hogy a legtöbb gyakorlati esetben az impulzusfüggetlenség jó közelítés.
Bedey György (Szolnok, Verseghy F. Gimn., III. o. t.) egy speciális kilövőszerkezetet hozott létre, amellyel nagyobb sebességekre is meg tudta vizsgálni az ütközési számot anélkül, hogy a légellenállás szisztematikus hibát okozott volna. Nagyobb impulzusnál már lényeges csökkenés áll elő.
Kunsági Máté Sándor (Nagykanizsa, Landler J. Gimn., IV. o. t.) megállapította, a puhább labdák ütközési száma jobban függ az impulzustól, mint a keményebb labdáké.