Przemyśl
Badanie wpływu położenia środka masy (w pobliżu Ziemi) na ruch ciała
W symulacji interaktywnej zaprezentowano model „piłki‑zmyłki”, czyli cienkościennej kuli o promieniu R i zamontowanej w niej wypełnionej kuli o promieniu r, będącej obciążnikiem. W symulacji możemy zmieniać parametry r i R oraz położenie piłki (parametr a).

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DEFQSN3UG
Zaobserwuj, jak w trakcie ruchu piłki (porusz suwakiem parametru a) zmienia się położenie środka masy SM. W trakcie symulacji, środek masy pozostawia za sobą ślad (możesz go usunąć wykorzystując przycisk po lewej stronie). Zwróć uwagę, że wysokość tego środka masy zmienia się w trakcie ruchu piłki, co wpływa na energię potencjalną „piłki‑zmyłki”. Wykonaj kilka symulacji, by wywnioskować, jaka jest optymalna wielkość wewnętrznej kuli, przy której zmiany energii potencjalnej są najbardziej widoczne.
Podczas ruchu „piłki‑zmyłki” środek masy będzie zmieniał swoje położenie. Jaka musi być wartość promienia r kulki wypełniającej „piłkę‑zmyłkę”, aby zakres zmian położenia środka masy - a przez to również i energii potencjalnej - był największy?
Zaobserwuj, jak w trakcie ruchu piłki zmienia się kierunek i wartość wektora momentu siły (możesz za pomocą myszy obrócić nieco układ współrzędnych, by łatwiej obserwować zmiany tego wektora). Czy obserwując go, potrafisz określić, w którą stronę pod wpływem tego momentu siły zacznie się obracać nieruchoma piłka? Czy jest to zgodne z tym, co podpowiada Ci Twoja intuicja (albo doświadczenie z dzieciństwa)?
Czy podczas ruchu „piłki‑zmyłki” wektor momentu siły grawitacji będzie zmieniał swój kierunek? Czy możemy określić, w którą stronę pod wpływem tego momentu siły zacznie się obracać nieruchoma piłka?