¿Afecta la temperatura el nivel de rebote de una pelota de tenis?

Física I Lección 17C Demostración de un rebote sorprendente

Física I Lección 17C Demostración de un rebote sorprendente
¿Afecta la temperatura el nivel de rebote de una pelota de tenis?
¿Afecta la temperatura el nivel de rebote de una pelota de tenis?
Anonim

Si buscas agregar un poco de sabotaje amistoso al juego de tu oponente de tenis, considera hacer estallar algunas de sus pelotas de tenis en el congelador de antemano. Cuando cambia la temperatura de una pelota de tenis, el núcleo lleno de gas de la pelota sufre una reacción interesante. Mientras que un cambio de temperatura en una dirección tiene un efecto de alto rebote, un cambio de temperatura en la otra dirección reduce las habilidades de rebote de la pelota.

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Por qué rebotan las pelotas

La anatomía de una pelota de tenis tiene un núcleo hueco parecido a un caucho lleno de gas. Las moléculas que componen el gas están relativamente desorganizadas; se deslizan fácilmente una sobre la otra para llenar cualquier espacio que ocupen. Como tal, las moléculas de gas pueden expandirse o contraerse fácilmente. Cuando una pelota de tenis golpea el suelo, la fuerza presiona contra la pelota, empuja la superficie inferior de la pelota y comprime el gas dentro de su núcleo. Cuando la pelota de tenis vuelve a su forma normal, el gas dentro de la pelota actúa como un resorte y hace que la pelota rebote en el aire.

Temperatura caliente vs. fría

La presión del gas dentro de la bola determina en última instancia qué tan alto rebota la pelota de tenis. La ecuación científica para determinar la presión del gas es "p = rRT", donde "p" es la presión, "r" es la densidad, "R" es una constante específica del gas y "T" es la temperatura. Si la densidad y la constante permanecen iguales, una temperatura más alta da como resultado una presión más alta, mientras que una temperatura más baja da como resultado una presión más baja. Cuando la temperatura aumenta, las moléculas de gas dentro de la pelota de tenis se expanden. A medida que las moléculas se expanden, su energía aumenta a medida que rebotan de forma más errática. Este aumento de energía y movimiento resulta en un rebote más alto. Por otro lado, una disminución de la temperatura hace que las moléculas de gas se contraigan y se muevan más lentamente. Como resultado, una bola fría tiene un rebote mucho más bajo.

Experimento fácil

Este misterio científico se puede demostrar en casa o en la escuela con un simple experimento. Reúna de 15 a 20 pelotas de tenis y una cinta métrica. Coloque cuatro pelotas de tenis en un congelador, cuatro en un refrigerador, cuatro a temperatura ambiente y cuatro afuera en el sol. Deje las pelotas de tenis en su lugar durante al menos una a tres horas, si es posible. Una vez que esté listo, retire las bolas individualmente y colóquelas desde una posición elevada. Haga que otra persona mida y registre qué tan alto rebota la pelota. Continúe con el mismo procedimiento hasta que todas las bolas hayan sido probadas. Debería encontrar que las bolas calentadas rebotan más alto, seguidas por las bolas de temperatura ambiente, luego las bolas refrigeradas, y las pelotas de tenis congeladas son las que menos rebota.

Ajustes de invierno

Durante un juego de tenis, la mayoría de los jugadores confían en el rápido rebote de la pelota para ayudarlos a jugar y anotar. Pero durante las frías temperaturas del invierno, esa pelota puede convertirse en tu enemigo. Para compensar el rebote decreciente de la pelota, el tenis. com sitio web recomienda encadenar su raqueta 2 libras menos durante el invierno.