Pöörlevad rõngad

Rõngas liigub potentsiaalse energia arvel.

​​​​​​​Vahendid:

  1. 1-sentimeetrise läbimõõduga puidust tüübel
  2. Suur kummist tihend (umbes 2-3 cm diameetriga )

Protseduur:

1. Hoia tüüblit vertikaalselt laual ja kummitihendit tüübli otsas. Küsi õpilastelt: „Kui kaua kulub rõngal, et tüübli otsast lauale kukkuda?“ (eeldatav vastus: „Murdosa sekundist“).

2. Pane rõngas tüübli otsas pöörlema ning lase sel kukkuda. Küsi: „Miks ei toimu rõnga kukkumine ühtlase kiirusega?“ Jälgi hoolikalt pöörlemis- ja langemiskiirust (kui langemiskiirus aeglustub, siis pöörlemiskiirus suureneb).

Kui kaua aega kulus, et rõngas alla kukuks?
Mis põhjustas rõnga pöörlemise?
Mis tüüpi energia oli rõngal tüübli otsas?

Miks hakkas rõngas kiiremini pöörlema pärast järsku kukkumist?

Selgitus Tüübli ja rõnga vaheline hõõrdumine takistab rõnga otse alla kukkumist. Mida kiiremini rõngas pöörleb, seda suurem on tüüblile ristsuunas mõjuv jõud ja seega stabiilsem rõnga pöörlemistasand. Kukkudes muundub potentsiaalne energia pöörlemise kineetiliseks energiaks. Et näidata, et pöörlemine kulutab energiat, võib proovida rõngast horisontaalsel tüüblil pöörlema panna - see kestab vaid mõne sekundi. Potentsiaalne energia, mida rõngas kukkumist alustades omas, ei muundu täies ulatuses pöörlemise kineetiliseks energiaks - tüübli ja rõnga vahelise hõõrdumise tõttu tekkis ka soojusenergiat.