Ob es von Bäumen stammt oder von Wissenschaftlern in einem Labor hergestellt wird, Gummi kann wirklich hüpfen. Nun, ein Gummiband oder Gummi an Ihren Schuhen ist möglicherweise nicht sehr federnd. Aber ein super hüpfender Gummiball? Es kann wirklich etwas Luft schnappen.
Die Sprungkraft eines Gummiballs hat mit sehr kleinen Teilen des Materials sowie seiner Form zu tun. Mein Freund Jimmy Zheng, ein Doktorand Ingenieur an der Washington State University, bot mit Ihrer Frage zu helfen.
Im Labor arbeitet er an einem gummiartigen Material, mit dem die Teile in einer Batterie besser zusammenkleben können. Wenn Sie dieses Material zu einer Kugel rollen würden, würde es nur ein wenig hüpfen.
Er sagte, was Gummi und dieses Material gemeinsam haben, ist, dass sie beide Polymere sind. Sie können sich vorstellen, dass es wie eine Schüssel gekochte Spaghetti ist. Jede Nudel ist eine Kette von verschiedenen chemischen Teilen.
Manchmal sind diese Spaghetti-Nudeln verheddert und enger. Zu anderen Zeiten sind sie weniger verwirrt. Die Sache mit Polymeren ist, dass sie verschiedene Dinge tun können, abhängig von ihrer Form und wie sie zusammengesetzt sind.
Wenn ein Gummiball auf etwas trifft, absorbiert er Energie und gibt Energie sehr schnell frei, sagte Zheng. Wenn Sie den Ball werfen, könnte die Energie aus Ihren Händen kommen. Wenn Sie es fallen lassen, gibt die Schwerkraft dem Ball Energie. Und wenn sich der Ball bewegt, trägt er die Energie in Form von kinetischer Energie. Wenn es etwas trifft, stoppt es und die kinetische Energie wird als innere Energie im Ball gespeichert. Dann kann es die innere Energie schnell wieder in kinetische Energie umwandeln, wodurch der Ball zurückprallen kann.
Sie können den Ball abprallen sehen. Aber zur gleichen Zeit gibt es eine Verschiebung in der Form dieser Polymerketten. In den Teilen, aus denen das Gummimaterial besteht, passiert etwas. Die Polymerketten entspannen sich und nehmen dann wieder ihre Form an.
Wenn Polymere enger zusammenliegen, springt der Ball höher. Wenn die Polymere lockerer sind, gibt es nicht ganz so viel Sprungkraft. Wenn Sie dies wissen, können Sie möglicherweise vorhersagen, wie die Polymere beispielsweise in einem Basketball, einem Tischtennisball oder einem Racquetball aussehen.
Aber was ist mit einer Stahlkugel? Es hat andere Polymere als ein Gummiball. Ob Sie es glauben oder nicht, ein Stahlball springt tatsächlich höher als ein Gummiball. Wenn es auf den Boden trifft, schnappt der Stahl schneller zurück. Der Stahl ist besser darin, Energie zu speichern, was ihm viel Sprungkraft verleiht.
Sie können bounciness mit einer Aktivität zu Hause untersuchen. Hier sind einige Anweisungen, um Ihren eigenen Hüpfball zu machen. Katzen können sicher viel Unterhaltung von ihnen bekommen – hier ist der Videobeweis.
Das Rezept erfordert kein Gummi, aber Sie können mit einigen Polymeren spielen. Wie hoch wird dein Hüpfball gehen? Was passiert, wenn Sie es aufwärmen? Was passiert, wenn Sie es abkühlen? Erzähl mir davon irgendwann bei [email protected] .