Akcelerační laboratorní aktivity ve fyzice

Zrychlení se liší od rychlosti. Ve fyzice existuje několik zajímavých experimentů k měření zrychlení. Kombinací těchto praktických technik s jednoduchou rovnicí zahrnující rychlost pohybu objektu a čas potřebný k tomu, aby objekt urazil určitou vzdálenost, lze vypočítat zrychlení.

Experiment s pohybujícím se automobilem je přímým způsobem, jak prokázat, že zrychlení je měřítkem změny rychlosti objektu pomocí „fotobrány“. Fotografové používají jednotlivé paprsky ultrafialového světla k detekci pohybujícího se objektu projde. Mohou měřit rychlost s vysokou mírou přesnosti. Autíčko lze namontovat na horní část jednoduché ploché rampy, jako je délka kartonu nebo dřeva. Ujistěte se, že rampa není kluzká, jinak budou výsledky zkosené. Vzdálenost shora dolů se měří pomocí pásky. Vůz je čtyřikrát sjížděn po rampě, počínaje od různých bodů, a měřen pomocí stopek. Bod, ve kterém prochází cílovou páskou, může být zaznamenán fotogramatem. Výsledky jsou vyneseny do grafu, který ukazuje, jak různé rychlosti odpovídají zrychlení. Pokuste se měřit časové intervaly s přesností na 0,0001 sekundy a vzdálenosti a rychlosti automobilu s přesností na 0,1 cm / s, podle The Science Desk.

Studenti učebny mohou v tomto poutavém experimentu využít své vědecké znalosti venku. Nejprve se ujistěte, že vědí o základní fyzice. Rovnice použitá k výpočtu rychlosti objektu je rychlost rovná vzdálenosti dělené časem. Rovnice k vypočítat zrychlení je změna rychlosti (nebo rychlosti) dělená změnou v čase. Pokud se zrychlení objektu nezmění v různých časových intervalech, označuje se to jako „konstantní“ zrychlení, jak je popsáno v Think Quest. Při práci ve dvojicích si mohou studenti navzájem načasovat chůzi na určenou vzdálenost a vypočítat jejich rychlost pohybu; pak se mohou začít dívat na zrychlení tím, že začnou z chůze a rozběhnou se. Požádejte je, aby určili, která osoba dokáže zrychlit nejrychleji, zaznamenejte výsledky a poté je porovnejte zpět ve třídě.

Tento experiment funguje jako základní experiment s pohybujícím se automobilem, ale zde můžete začlenit, jak síla působící na pohybující se objekt mění způsob pohybu objektu. Podle webu „Science Class“ musíte uvázat 60cm provázek na kancelářskou sponku a na druhém konci k autíčku. Vůz je umístěn na pracovním stole a šňůra visí přes okraj, takže sponka visí ve vzduchu. Vyvážení trojitého paprsku se používá k měření hmotnosti rozsahu závaží. Váhy mohou být formální váhy z laboratoře nebo řada malých předmětů, které si studenti vybírají ze svého okolí. Je třeba přesně měřit a zaznamenávat hmotnosti všech zvolených závaží. Požádejte studenty, aby napsali předpovědi o tom, jak se bude auto pohybovat s připojenými různými váhami, pak je nechte vidět, co se stane, když zavěsíte závaží z kancelářské sponky a změříte pohyb auto. Vyšší hmotnosti způsobí vyšší rychlost a vyšší rychlost zrychlení.

Tento měnící se hromadný experiment demonstruje Newtonův druhý zákon pohybu. To popisuje chování pohybujícího se objektu, když síly působící na něj nejsou vyvážené, což je další způsob pohledu na jev zrychlení. Hodnota zrychlení objektu závisí na síle sítě působící na něj. Pokud na objekt působí dvě stejné síly z kterékoli strany, zůstane na místě, protože síly se navzájem ruší. Abychom předvedli tento koncept, lze jako předmět v pohybu použít další malé auto a přidat k němu řadu různých hmotností. Je třeba měřit a zaznamenávat hmotnost vozíku a hmotnosti. K autu je pomocí sponky připevněna pružinová stupnice. Tažení vozu pomocí pružinové stupnice bude mít za následek měření síly na stupnici. Přidáním různých hmotností a tažením vozu konstantní rychlostí je možné měřit rostoucí množství síly potřebné k pohybu na stejnou vzdálenost. Zrychlení objektu se rovná čisté síle působící na něj děleno jeho hmotou.