Seos massi ja vahemaa vahel, mille pall rambilt vabanedes läbib, paljastab võtmetähtsuse gravitatsiooni ja selle toimimise kohta. Projekt on suurepärane võimalus illustreerida gravitatsioonijõu ja massi seost ning seda saab üles seada klassiruumis või kodus. Erineva massiga pallide veeretamine kõrgendatud kaldteel näitab massi mõju läbitud vahemaale. See lihtne projekt annab ka kasuliku sissejuhatuse teaduskatsete kavandamisse, nii et teie arvestatud muutuja on ainus, mis tulemusi mõjutab. Kui otsite valgustavat, kuid sirgjoonelist teadusprojekti, on massi mõju uurimine palli läbitavale kaugusele fantastiline valik.
Asjad, mida vajate
- Kaldteena kasutamiseks pakkepaberi toru või lame puutükk.
- Kolm või enam erineva massiga palli. (Ideaalis sama suurus ja materjal, kuid erinevad kaalud. Sobib igasugune läbimõõt, mis sobib teie kaldteele.)
- Neli või viis õpikut või midagi muud oma kaldtee tõstmiseks.
- Käärid
- Köögikaalud või midagi muud pallide massi mõõtmiseks.
- Mõõtelint või meetri joonlaud
- Märkmik ja pastakas
- (Valikuline) paberist tass või väike pappkarp
1. samm: katse seadistamine
Pange katse üles, tõstes oma kaldtee ühte külge. Lõika oma pakkepaberitoru kääridega pikuti pooleks, et luua oma pallidele pikk U-kujuline rada. Virnake oma õpikud (või pange mõni muu ese) kaldtee alguseks valitud kohta. Veenduge, et teil oleks kaldtee ees piisavalt ruumi, et pallid saaksid veereda ja peatuda.
Kui teil pole palju ruumi, võite asetada tassi või väikese pappkasti rampi alumisse ossa, avausega kaldtee poole, nii et see haarab palli pärast alla veeremist. Tass või kast vähendab oluliselt läbitud vahemaad, kuid pall liigutab seda siiski. Teise võimalusena vähendage läbisõidu vähendamiseks oma kaldtee kõrgust.
Lõpuks peate mõõtma palli läbitud vahemaad. Lihtsaim viis seda teha on mõõdulindi abil. Võite lihtsalt oodata, kuni pall (või tass / kast) peatub, ja mõõta siis kaugust kaldtee põhjast kuni viimase puhkepaigani. Teise võimalusena võite kasutada meetri joonlauda, et märgistada alusest ühe meetri juurdekasvu seeria ja tehke seejärel joonlaua ja oma olemasoleva abil täpsem mõõtmine hiljem märgistused.
2. samm: mõõta oma pallide mass
Mõõtke oma pallide mass, et aidata teil tulemusi tõlgendada. On ülioluline, et teil oleks erineva massiga pallikomplekt (kolm või enam). Kui te ei saa seda täpselt teha, on kõige tähtsam see, et saaksite neid järjestada kergematest kõige raskem, kuid kui teil on köögikaalude komplekt, mõõtke nende täpne mass ja tehke märkus neid.
3. samm: registreerige mõõtmised
Veeretage iga pall mitu korda mööda kaldteed ja registreerige, kui kaugele see kaldtee alusest liigub. Kummagi kolm või enam mõõtmist annab usaldusväärsema tulemuse. Tehke mõõtmised nii täpselt kui võimalik, kuid iga testi kordamine kordab vigade mõju minimeerimist. Iga palli jaoks lisage üksikud mõõtmised kokku ja jagage mõõtmiste arvuga, et leida keskmine. Tehke see protsess läbi iga oma palli jaoks ja registreerige reeglid märkmikusse.
4. samm: tulemuste tõlgendamine
Tulemused peaksid näitama, et kõige raskem pall liigub enne peatumist kõige kaugemale. Seda seetõttu, et raskusjõud sõltub selle objekti massist, mida see tõmbab. Gravitatsioon tõmbab pallid kaldteelt alla ja suurema massiga objektidel on raskusjõud suurem. Suurema palli lisajõud tähendab, et sellel on rampi põhja jõudes rohkem energiat ja seetõttu liigub ta enne peatumist rohkem.
Hõõrdejõud (palli ja maa vahel) aeglustab palli lõpuks peatuseni. Hõõrdumine sõltub ka objekti massist, kuid seos massi ja kiirenduse vahel, mida näitab Newtoni teine seadus, tähendab ka seda, et suurema objekti aeglustamiseks on vaja rohkem jõudu. Veenduge, et kasutaksite ühesuguseid kuulikesi (igal võimalusel) ja vabastage need samalt kõrguselt. Samuti veenduge, et nad veereksid kogu teekonna jooksul samal materjalil ja need efektid peaksid kaduma. Kaks korda raskem objekt peaks enne peatumist umbes kaks korda kaugemale veerema.
Seetõttu on hea eksperimentaalne ülesehitus oluline, kuna muud testide erinevused võivad teie tulemusi mõjutada. Ideaalis peaks testide erinevus olema ainult palli massis.