Trampolin se zdi nič več kot enostavna zabava, vendar je pravzaprav kompleksna paleta najosnovnejših zakonov fizike. Skok navzgor in navzdol je klasičen primer ohranjanja energije, od potenciala do kinetike. Predstavlja tudi Hookeove zakone in pomladno konstanto. Poleg tega preverja in ilustrira vsak od Newtonovih treh zakonov gibanja.
Kinetična energija
Kinetična energija se ustvari, ko se objekt z določeno količino mase premika z določeno hitrostjo. Z drugimi besedami, vsi premikajoči se predmeti imajo kinetično energijo. Formula za kinetično energijo je naslednja: KE = (1/2) mv ^ 2, kjer je m masa in v je hitrost. Ko skočite na trampolin, ima vaše telo kinetično energijo, ki se sčasoma spreminja. Ko skočiš gor in dol, se vaša kinetična energija poveča in zmanjša s svojo hitrostjo. Vaša kinetična energija je največja, tik pred udarcem trampolina na poti navzdol in ko zapustite površino trampolina na poti gor. Vaša kinetična energija je 0, ko dosežete višino svojega skokata in začnete spuščati in ko so na trampolinu, da bi se pognal navzgor.
Potencialna energija
Potencialne spremembe energije skupaj s kinetično energijo. V vsakem trenutku je vaša skupna energija enaka vaši potencialni energiji in kinetični energiji. Potencialna energija je funkcija višine in enačba je naslednja: PE = mgh, kjer je m masa, g je gravitacijska konstanta in h je višina. Višja kot ste večja potencialna energija, ki jo imate. Ko zapustite trampolin in začnete potovati navzgor, vaša kinetična energija zmanjša višje. Z drugimi besedami, upočasnite. Ko upočasnite in povečate višino, se vaša kinetična energija prenese v potencialno energijo. Prav tako, ko padeš, se vaša višina zmanjša, kar zmanjša vašo potencialno energijo. To zmanjšanje energije obstaja, ker vaša energija preide iz potencialne energije v kinetično energijo. Prenos energije je klasičen primer ohranjanja energije, ki pravi, da je celotna energija sčasoma konstantna.
Hookov zakon
Hookov zakon se ukvarja z izviri in ravnovesjem. Trampolin je v bistvu elastičen disk, ki je povezan z več vzmeti. Ko pristaneš na trampolinu, se vzmeti in trampolinska površina raztezajo zaradi moči telesa, ki pristane na njej. Hookov zakon pravi, da bodo vzmeti vračali v ravnovesje. Z drugimi besedami, vzmeti se bodo potegnile proti težo svojega telesa, ko boste pristali. Velikost te sile je enaka tisti, ki jo na trampolinu izvajaš, ko pristaneš. Hookov zakon je naveden v naslednji enačbi: F = -kx kjer je F sila, k je vzmetna konstanta in x je premik vzmeti. Hookov zakon je zgolj druga oblika potencialne energije. Tako kot trampolin vas bo sprožil, vaša kinetična energija je 0, vaša potencialna energija pa je maksimizirana, čeprav ste na najnižji višini. To je zato, ker je vaša potencialna energija povezana s pomladno konstanto in Hookovim zakonom.
Newtonovi zakoni gibanja
Skakanje na trampolin je odličen način za ponazoritev vseh treh Newtonovih zakonov gibanja. Prvi zakon, ki navaja, da bo predmet nadaljeval svoje gibanje, če ne bi ukrepali zunanji sili, je razvidno iz dejstva, da se ne dvignete v nebo, ko skočite in da ne letite skozi dno trampolin, ko prideš dol. Gravitacija in izviri trampolina vas vedno znova odbijajo. Newtonov drugi zakon prikazuje, kako se vaša hitrost spreminja z osnovno enačbo F = ma, ali sila enaka masi, pomnoženi s pospeševanjem. Ta preprosta enačba se uporablja za iskanje enačb za kinetično energijo, kjer je pospešek preprosto gravitacija. Njutnov tretji zakon pravi, da je za vsako akcijo enako nasprotna reakcija. To ponazarja Hookov zakon. Ko so vzmeti raztegnjene, imajo enako in nasprotno silo, stisnejo nazaj v ravnovesje in vas sproščajo v zraku.
