Miért. teniszlabdák ugrálnak?

Ahhoz, hogy egy tárgy felpattanjon, meg kell tartania az energiát a talajjal való érintkezés után.

Energiatakarékos, visszapattanás garantált

Honnan származik ez az energia? Kezdetben egy hordozórakéta egy tárgy meghajtásával biztosítja sebességét, vagyis mozgási energiáját. A tárgynak van olyan súlya is, amelynek tolóereje függ a magasságától. Az így kapott energia a gravitáció potenciális energiája. Eddig nincs különbség a kidobott labda és a levegőbe dobott kavics energiája között.

A földre ereszkedés során az objektum elveszíti a gravitációs energiát, mivel leesik, de sebességet és ezért kinetikus energiát nyer. Akkor ez a kapcsolat. A visszapattanáshoz és emelkedéshez az objektumnak meg kell őriznie az energiát a becsapódás után.

A rugalmasság hatékony.

Könnyű a labda számára: rugalmas. Az azt alkotó anyag deformálódhat anélkül, hogy eloszlatná a becsapódás energiáját. Ezenkívül a benne lévő levegő is rugalmas: rugóként viselkedik. Ütéskor kissé összenyomódik, majd ellazul, és a borítékot visszakényszeríti eredeti kerek alakjához. Reformálás közben a labda nyomást gyakorol a földre és felemelkedik. Aztán, ha minden mozgási energiája felhasználódik, visszaesik, és így tovább.

Természetesen az energiaveszteségek közbeszólnak és véget vetnek ennek a mozgalomnak. Ahhoz, hogy egy teniszlabda többször is visszapattanjon, az ütközéskor bekövetkező alakváltozásnak az ütközési pont körül kell maradnia, és a labdának gyorsan vissza kell állítania az alakját. Ez akkor áll fenn, ha a bevonata egyszerre rugalmas és merev. Minél rövidebb az érintkezési idő, annál kevesebb ideig kell a földnek energiát vennie a labdától. A visszapattanó erő ekkor nagy.

De nem minden anyag rugalmas! A túl puha gömb, például egy leeresztett léggömb, ahol a levegő alacsony nyomás alatt van, a talaj érintésekor deformálódik és elnyeli az ütközés energiáját. Ezért nincs annyi hátra, hogy visszapattanjon. Ugyanez a helyzet a földre dobott paradicsommal.