Ускорителни лабораторни дейности във физическата наука

Ускорението е различно от скоростта. Във физиката има няколко интересни експеримента за измерване на ускорението. Чрез комбиниране на тези практически техники с просто уравнение, включващо скоростта на движещия се обект и времето, необходимо на този обект да измине определено разстояние, може да се изчисли ускорението.

Експериментът с движеща се кола е ясен начин да се докаже, че ускорението е мярка за промяната на скоростта на обект, използващ „фотогалерия.“ Фотопортите използват единични лъчи ултравиолетова светлина, за да открият движещ се обект като него минава. Те могат да измерват скоростта с висока степен на точност. Кола за играчки може да се монтира в горната част на обикновена плоска рампа, като например дължина от картон или дърво. Уверете се, че рампата не е хлъзгава, или резултатите ще бъдат изкривени. Разстоянието от върха до дъното се измерва с помощта на рулетка. Колата се търкаля надолу по рампата четири пъти, като се започне от различни точки и се синхронизира с хронометър. Точката, в която преминава финалната линия, може да бъде записана от фотогарата. Резултатите се нанасят на графика, за да покажат как различните скорости съответстват на ускорение. Опитайте се да измерите интервалите от време с точност до 0,0001 секунди, а разстоянията и скоростите на колата с точност до 0,1 см / сек, според The ​​Science Desk.

Учениците в класната стая могат да се възползват от своите научни познания извън този ангажиращ експеримент. Уверете се, че първо знаят за основната физика. Уравнението, използвано за изчисляване на скоростта на даден обект, е скоростта, равна на разстоянието, разделено на времето. Уравнението към изчисли ускорението е промяната в скоростта (или скоростта), разделена на промяната във времето. Ако ускорението на даден обект не се променя за различни интервали от време, то се нарича „постоянно“ ускорение, както е описано от Think Quest. Работейки по двойки, учениците могат да определят времето, когато изминават определено разстояние, за да изчислят скоростта си на движение; след това те могат да започнат да гледат на ускорението, като започват от разходка и се движат в бягане. Помолете ги да определят кой човек може да ускори най-бързо, да запишат резултатите, след което да ги сравнят обратно в клас.

Този експеримент работи като основния експеримент с движеща се кола, но тук можете да включите как сила, действаща върху обект в движение, променя начина на движение на обекта. Според уебсайта „Science Class“ трябва да завържете 60-сантиметрово въже за кламер, а от другата страна - за кола играчка. Колата е поставена на работно бюро, като връвта виси над ръба, така че кламерът виси във въздуха. За измерване на масата на диапазон от тежести се използва тройна везна. Тежестите могат да бъдат официални тежести от лабораторията или набор от малки предмети, които учениците избират от обкръжението си. Масите на всички избрани тегла трябва да бъдат точно измерени и записани. Помолете учениците да запишат прогнози за това как ще се движи колата с прикачени различни тежести, след това нека да видят какво се случва, когато закачите тежестите от кламера и измервате движението на кола. По-големите тежести ще доведат до по-висока скорост и по-висока скорост на ускорение.

Този променящ се масов експеримент демонстрира Втория закон за движение на Нютон. Това описва поведението на движещ се обект, когато силите, действащи върху него, не са балансирани, което е друг начин за разглеждане на явлението ускорение. Стойността на ускорението на даден обект зависи от чистите сили, действащи върху него. Ако две еднакви сили от всяка страна действат върху обект, той ще остане в сила, защото силите се отменят една от друга. Така че, за да се демонстрира тази концепция, друга малка кола може да се използва като обект в движение и към нея могат да се добавят редица различни тегла. Масата на количката и тежестите трябва да бъдат измерени и записани. Към автомобила е прикрепена пружинна везна с кламер. Издърпването на автомобила с помощта на пружинната скала ще доведе до измерване на силата, която се появява на скалата. Чрез добавяне на различни тежести и издърпване на автомобила с постоянна скорост е възможно да се измери нарастващото количество сила, необходимо за преместване на същото разстояние. Ускорението на обекта е равно на чистата сила, действаща върху него, разделена на неговата маса.