L'accélération est différente de la vitesse. En physique, il existe quelques expériences intéressantes pour mesurer l'accélération. En combinant ces techniques pratiques avec une équation simple impliquant la vitesse d'un objet en mouvement et le temps qu'il faut à cet objet pour parcourir une distance spécifiée, l'accélération peut être calculée.
La voiture en mouvement
Une expérience de voiture en mouvement est un moyen simple de démontrer que l'accélération est une mesure du changement de vitesse d'un objet à l'aide d'un « photogate ». Les barrières photographiques utilisent des faisceaux uniques de lumière ultraviolette pour détecter un objet en mouvement lorsqu'il passe. Ils peuvent mesurer la vitesse avec une grande précision. Une petite voiture peut être montée au sommet d'une simple rampe plate, telle qu'une longueur de carton ou de bois. Assurez-vous que la rampe n'est pas glissante, ou les résultats seront faussés. La distance du haut vers le bas est mesurée à l'aide d'un mètre ruban. La voiture descend la rampe quatre fois, en partant de différents points, et chronométrée à l'aide d'un chronomètre. Le point auquel il passe la ligne d'arrivée peut être enregistré par le photogate. Les résultats sont reportés sur un graphique pour montrer comment les différentes vitesses correspondent à une accélération. Essayez de mesurer les intervalles de temps à 0,0001 seconde près et les distances et vitesses de la voiture à 0,1 cm/s près, selon The Science Desk.
Marcher et courir
Les élèves de la classe peuvent utiliser leurs connaissances scientifiques à l'extérieur dans cette expérience captivante. Assurez-vous d'abord qu'ils connaissent les bases de la physique. L'équation utilisée pour calculer la vitesse d'un objet est la vitesse égale à la distance divisée par le temps. L'équation à calculer l'accélération est le changement de vitesse (ou vitesse) divisé par le changement de temps. Si l'accélération d'un objet ne change pas pour différents intervalles de temps, on parle d'accélération « constante », telle que décrite par Think Quest. En travaillant en paires, les élèves peuvent se chronométrer en marchant sur une distance spécifiée pour calculer leur vitesse de déplacement; ensuite, ils peuvent commencer à regarder l'accélération en commençant par une marche et en passant à une course. Demandez-leur de déterminer quelle personne peut accélérer le plus rapidement, enregistrez les résultats, puis comparez-les en classe.
La voiture en mouvement 2: Force et accélération
Cette expérience fonctionne comme l'expérience de base d'une voiture en mouvement, mais ici, vous pouvez incorporer comment une force agissant sur un objet en mouvement modifie la façon dont l'objet se déplace. Selon le site Internet "Science Class", vous devez attacher un morceau de ficelle de 60 cm à un trombone et, à l'autre extrémité, à une petite voiture. La voiture est placée sur un bureau, avec la ficelle suspendue au bord de sorte que le trombone pende dans les airs. Une balance à triple poutre est utilisée pour mesurer la masse d'une gamme de poids. Les poids peuvent être des poids formels du laboratoire ou une gamme de petits objets que les élèves choisissent dans leur environnement. Les masses de tous les poids choisis doivent être mesurées avec précision et enregistrées. Demandez aux élèves d'écrire des prédictions sur la façon dont la voiture se déplacera avec différents poids attachés, puis laissez-les voir ce qui se passe lorsque vous suspendez les poids au trombone et mesurez le mouvement du voiture. Des poids plus lourds produiront une vitesse plus rapide et un taux d'accélération plus élevé.
Modification de la masse, de la force et de l'accélération
Cette expérience de masse changeante démontre la deuxième loi du mouvement de Newton. Ceci décrit le comportement d'un objet en mouvement lorsque les forces agissant sur lui ne sont pas équilibrées, ce qui est une autre façon d'appréhender le phénomène d'accélération. La valeur de l'accélération d'un objet dépend des forces nettes agissant sur lui. Si deux forces égales de chaque côté agissent sur un objet, il restera en place car les forces s'annulent. Ainsi, pour démontrer ce concept, une autre petite voiture peut être utilisée comme objet en mouvement, et une gamme de poids différents peut y être ajoutée. La masse du chariot et les poids doivent tous être mesurés et enregistrés. Une balance à ressort est fixée à la voiture avec un trombone. Tirer la voiture à l'aide de l'échelle à ressort entraînera une mesure de la force apparaissant sur l'échelle. En ajoutant différents poids et en tirant la voiture à une vitesse constante, il est possible de mesurer la quantité croissante de force nécessaire pour parcourir la même distance. L'accélération de l'objet est égale à la force nette agissant sur lui divisée par sa masse.