Επιστημονικό έργο για τη βαρύτητα και την κίνηση για τρίτους γκρέιντερ

Ο Sir Isaac Newton πιστώνεται με την ανακάλυψη της βαρύτητας όταν το 1687 δημοσίευσε ένα βιβλίο για τα ευρήματά του. Είδε ένα μήλο να πέφτει από ένα δέντρο και το ονόμασε ως δύναμη βαρύτητας Δημιούργησε τρεις νόμους για να προσδιορίσει περαιτέρω αυτό το φαινόμενο. Ο πρώτος νόμος αδράνειας λέει ότι οποιοδήποτε αντικείμενο σε κίνηση ή σε ηρεμία θα παραμείνει έτσι μέχρις ότου ένα άλλο αντικείμενο ή δύναμη ενεργήσει για να το αλλάξει. Ο δεύτερος νόμος ορίζει την επιτάχυνση ως αλλαγή στην ταχύτητα όταν μια δύναμη δρα πάνω σε ένα αντικείμενο. Ο τρίτος νόμος λέει ότι κάθε δράση έχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση.

Φτιάξτε ένα κεκλιμένο επίπεδο με σωλήνες χαρτοπετσέτας, κομμάτια ξύλου ή κουτιά από χαρτόνι. Δοκιμάστε διαφορετικά ύψη, όπως 1 έως 4 πόδια από το έδαφος, χρησιμοποιώντας βιβλία, καρέκλες ή κουτιά. Έχετε ένα δοχείο ή ένα κουτί στο τέλος της κλίσης σας για να πιάσετε τα δοκιμαστικά αντικείμενα. Χρησιμοποιήστε μικρά αντικείμενα όπως μάρμαρα, μπάλες ή θερμούς τροχούς. Σημειώστε το χρόνο που χρειάζεται για να μετακινηθεί κάθε αντικείμενο από την κορυφή στο κάτω μέρος της κλίσης χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο ή χρονόμετρο. Οι τρίτοι μαθητές θα διαπιστώσουν ότι χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να ταξιδέψουν τα αντικείμενα κάτω από τα λιγότερο απότομα κεκλιμένα επίπεδα, ενώ τα αντικείμενα κινούνται γρηγορότερα κάτω από πιο απότομες κλίσεις. Αυτό δείχνει τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, καθώς τα αντικείμενα επιταχύνουν στο έδαφος γρηγορότερα όταν η κλίση είναι πιο κατακόρυφη ή απότομη.

Τοποθετήστε δύο καρέκλες σε απόσταση τουλάχιστον 10 μέτρων. Βάλτε ένα άχυρο σε ένα κομμάτι χορταριού και δέστε το στις καρέκλες. Κάντε αυτό για ένα άλλο σετ καρεκλών δίπλα στο πρώτο σετ. Χρησιμοποιήστε μια αντλία μπαλονιού για να ανατινάξετε ένα μπαλόνι. Μην το δέσετε κλειστό, αλλά κρατήστε το έτσι ώστε ο αέρας να μην διαφύγει. Χρησιμοποιήστε ταινία για να συνδέσετε το μπαλόνι στο άχυρο. Ξεκινήστε το μπαλόνι στην καρέκλα όπου το ανοιχτό άκρο είναι στραμμένο προς αυτήν την καρέκλα. Δύο μαθητές μπορούν να κλέψουν τα μπαλόνια τους για να δουν ποιο θα προχωρήσει. Δοκιμάστε διαφορετικά σχήματα και μεγέθη μπαλονιών για να δείτε αν τα αποτελέσματα είναι διαφορετικά. Αυτό το έργο αποδεικνύει τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα γιατί καθώς ο αέρας σπρώχνει προς τα πίσω από το μπαλόνι ωθεί το άχυρο κατά μήκος της χορδής στην αντίθετη κατεύθυνση με ίση δύναμη.

Η τριβή είναι η δύναμη που παρατηρείται όταν τα αντικείμενα τρίβονται μεταξύ τους. Η τριβή αναγκάζει τα αντικείμενα να κινούνται πιο αργά ή καθόλου. Κολλήστε έναν χάρακα στον τοίχο έτσι ώστε το άκρο "0 ίντσες" να βρίσκεται στο κάτω μέρος και το "12 ίντσες" να βρίσκεται στην κορυφή. Χρησιμοποιήστε την ομαλή πλευρά ενός άλλου χάρακα για αυτό το έργο, μαζί με ένα μικρό ξύλινο τεμάχιο, ένα κομμάτι χαρτιού κατασκευής, γυαλόχαρτο, αλουμινόχαρτο και κερωμένο χαρτί. Κρατήστε το χάρακα στο σημάδι 3 ιντσών στο ένα άκρο και στηρίξτε το άλλο άκρο στο πάτωμα για να κάνετε κλίση. Τοποθετήστε το ξύλο σας στο πάνω μέρος του χάρακα και μετακινήστε αργά τον χάρακα ψηλότερα έως ότου το μπλοκ κινηθεί. Καταγράψτε το ύψος στο οποίο κινείται το μπλοκ. Τυλίξτε το ξύλινο μπλοκ με τους διαφορετικούς τύπους χαρτιού και αλουμινόχαρτο και επαναλάβετε το πείραμα. Οι τρίτοι μαθητές θα διαπιστώσουν ότι το τύλιγμα του μπλοκ συνήθως προκαλεί τριβή και ο χάρακας πρέπει να έχει κλίση ψηλότερα πριν μετακινηθεί το μπλοκ. Αυτό το έργο δείχνει τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα αφού η τριβή είναι η δύναμη που εμποδίζει το μπλοκ να κινηθεί κατά μήκος του χάρακα. Οι μαθητές μαθαίνουν ότι τα λεία χαρτιά παράγουν λιγότερη τριβή και το μπλοκ θα κινείται κατά μήκος του χάρακα σε χαμηλότερα επίπεδα, αλλά τα τραχιά χαρτιά προκαλούν μεγαλύτερη τριβή.

Για αυτό το έργο θα χρειαστεί να κόψετε το κάτω μέρος ενός χαρτιού ή πλαστικού ποτηριού. Κόψτε επίσης μια μικρή σχισμή στην κορυφή ενός μπαλονιού και τεντώστε το πάνω από το κάτω μέρος του κυπέλλου έτσι ώστε το στέλεχος πληθωρισμού να κρέμεται έξω. Ασφαλίστε το μπαλόνι πάνω από το κύπελλο με ταινία για να μην πέσει το μπαλόνι όταν τραβηχτεί. Βάλτε ένα μικρό marshmallow στο κύπελλο και τραβήξτε το κρεμαστό στέλεχος πληθωρισμού του μπαλονιού για να τα εκτοξεύσετε σε όλο το δωμάτιο. Οι μαθητές θα διαπιστώσουν ότι χρησιμοποιώντας διαφορετικά ποσά δύναμης για να τραβήξουν το μπαλόνι θα ξεκινήσει το marshmallows διαφορετικές αποστάσεις. Αυτό δείχνει όλους τους νόμους του Νεύτωνα. Το marshmallow δεν κινείται έως ότου η δύναμη να τραβήξει το μπαλόνι το αναγκάζει να εκτοξευτεί από το κύπελλο. Η δύναμη τραβήγματος του μπαλονιού αναγκάζει το marshmallow να επιταχύνει έξω από το κύπελλο με διαφορετική ταχύτητα και κατεύθυνση κάθε φορά. Τέλος, η δύναμη του marshmallow που βγαίνει από το κύπελλο είναι η ίδια και αντίθετη αντίδραση που παρατηρείται από το τράβηγμα του μπαλονιού.

  • Μερίδιο
instagram viewer