Les manèges des parcs d'attractions utilisent les lois de la physique pour ravir et exciter les cavaliers. Pour cette raison, les manèges font des démonstrations scientifiques intéressantes pour les étudiants qui étudient les lois du mouvement. Associez les projets et démonstrations scientifiques de votre classe à des manèges, puis faites un tour dans un parc d'attractions pour profiter de la physique en action.
Force centripète
Un certain nombre de manèges de parcs d'attractions offrent des démonstrations efficaces de la force centripète. Démontrez la force pour votre classe en demandant aux élèves de balancer un seau d'eau en cercle, en observant que l'eau ne éclabousse pas, même directement au-dessus de la tête. Ensuite, demandez à vos élèves de faire un tour comme le Gravitron. Les élèves s'appuieront contre des panneaux rembourrés qui s'inclinent vers l'extérieur et longent des pistes. Au fur et à mesure que le trajet tourne, la force centripète tire sur les cyclistes, faisant glisser les panneaux vers le haut et faisant décoller les cyclistes du sol. S'il n'y a pas de Gravitron, demandez à vos élèves de monter sur un carrousel ou une balançoire rotative.
Les lois de Newton
Les autos tamponneuses servent de démonstration des lois du mouvement de Newton. Démontrez ces lois à l'avance avec des billes ou des petites voitures; placez une bille sur une table plate et demandez aux élèves de la regarder pour montrer que les choses au repos ont tendance à rester au repos. Roulez-en un sur la table pour montrer que les choses en mouvement ont tendance à rester en mouvement. Roulez une bille dans une autre pour démontrer que, pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Enfin, faites rouler une petite bille deux fois sur une piste pour qu'elle touche une autre petite bille. Ensuite, faites-le rouler sur la piste pour qu'il touche une bille plus grosse. Observez qu'il est plus difficile de changer l'élan de la plus grosse bille parce qu'elle a plus de masse. Ensuite, libérez vos élèves sur les autos tamponneuses, où les élèves peuvent mettre en œuvre les lois de Newton en se battant les uns contre les autres.
Énergie potentielle
Utilisez un saut de marbre pour démontrer l'énergie potentielle. Commencez une bille à mi-hauteur d'une piste en forme de saut à ski et mesurez la distance parcourue par la bille. Ensuite, commencez par le haut et mesurez la distance. Plus la bille est haute, plus elle possède d'énergie potentielle, que la gravité transforme en énergie cinétique lorsqu'elle roule vers le bas. Expliquez que c'est ainsi que fonctionnent les montagnes russes: les montagnes russes commencent au sommet d'une haute colline pour recueillir de l'énergie potentielle. Cette énergie potentielle se transforme en énergie cinétique en dévalant la colline. L'énergie cinétique est ce qui maintient le mouvement des montagnes russes tout au long du trajet. Laissez vos élèves faire des montagnes russes. Si le caboteur a des boucles, vous pouvez également discuter de la force centripète.
Création d'une mini-montagne russe
Demandez à vos élèves de tout assembler en construisant des mini montagnes russes. Utilisez des tubes en vinyle comme piste, des livres ou des blocs comme supports et du ruban adhésif ou de la colle pour maintenir les montagnes russes ensemble. Commencez le caboteur en haut d'une table et faites-le descendre une grande "colline", effectuez des boucles ou des collines plus petites et, enfin, terminez à un point bas. Chronométrez le temps que prend le caboteur avec des billes métalliques de poids différents.
