Hubungan antara massa dan jarak yang ditempuh bola saat dilepaskan dari tanjakan mengungkapkan fakta kunci tentang gravitasi dan cara kerjanya. Proyek ini adalah cara yang bagus untuk mengilustrasikan hubungan antara gaya gravitasi dan massa dan dapat dilakukan di ruang kelas atau di rumah. Menggulirkan bola dengan massa yang berbeda menuruni tanjakan yang ditinggikan menunjukkan efek massa pada jarak yang ditempuh. Proyek sederhana ini juga memberikan pengantar yang berguna untuk merancang eksperimen ilmiah, sehingga variabel yang Anda pertimbangkan adalah satu-satunya yang memengaruhi hasil. Jika Anda mencari proyek sains yang mencerahkan namun langsung, menyelidiki pengaruh massa pada jarak yang ditempuh bola adalah pilihan yang fantastis.
Hal yang Anda Butuhkan
- Sebuah tabung kertas pembungkus atau sepotong kayu datar untuk digunakan sebagai jalan.
- Tiga atau lebih bola dengan massa yang berbeda. (Idealnya ukuran dan bahannya sama tetapi bobotnya berbeda. Diameter apa pun yang sesuai dengan jalan Anda cocok.)
- Empat atau lima buku teks atau sesuatu yang lain untuk meningkatkan jalan Anda.
- Gunting
- Timbangan dapur atau sesuatu yang lain untuk mengukur massa bola Anda.
- Pita pengukur atau penggaris meter
- Buku catatan dan pena
- (Opsional) Gelas kertas atau kotak kardus kecil
Langkah 1: Siapkan Eksperimen
Siapkan eksperimen dengan meninggikan satu sisi tanjakan Anda. Potong tabung kertas pembungkus Anda menjadi dua memanjang menggunakan gunting Anda untuk membuat lintasan berbentuk U panjang untuk bola Anda. Tumpuk buku teks Anda (atau letakkan benda Anda yang lain) di tempat yang Anda pilih untuk memulai jalan Anda. Pastikan Anda memiliki banyak ruang di depan tanjakan untuk memungkinkan bola menggelinding dan berhenti.
Jika Anda tidak memiliki banyak ruang, Anda dapat meletakkan cangkir atau kotak kardus kecil di dasar ramp, dengan bukaan menghadap ke ramp, sehingga bola menangkap bola setelah menggelinding ke bawah. Cangkir atau kotak secara substansial mengurangi jarak yang ditempuh, tetapi bola akan tetap menggerakkannya. Atau, kurangi ketinggian jalan Anda untuk mengurangi jarak perjalanan.
Terakhir, Anda perlu mengukur jarak yang ditempuh bola. Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan pita pengukur. Anda cukup menunggu bola (atau cangkir/kotak) berhenti dan kemudian mengukur jarak dari dasar tanjakan ke tempat peristirahatan terakhirnya. Atau, Anda dapat menggunakan penggaris meter untuk menandai serangkaian kenaikan 1 meter dari alasnya dari jalan, dan kemudian buat pengukuran yang lebih tepat nanti menggunakan penggaris dan yang ada tanda.
Langkah 2: Ukur Massa Bola Anda
Ukur massa bola Anda untuk membantu Anda menafsirkan hasil Anda. Sangat penting bahwa Anda memiliki satu set bola (tiga atau lebih) yang memiliki massa yang berbeda. Jika Anda tidak dapat melakukan ini dengan tepat, yang terpenting adalah Anda dapat memeringkatnya dari yang paling ringan hingga terberat, tetapi jika Anda memiliki satu set timbangan dapur, ukur massa yang tepat dan catat make mereka.
Langkah 3: Catat Pengukuran Anda
Gulirkan setiap bola ke bawah tanjakan beberapa kali dan catat seberapa jauh bola itu bergerak dari dasar tanjakan. Mengambil tiga atau lebih pengukuran masing-masing akan memberikan hasil yang lebih dapat diandalkan. Lakukan pengukuran Anda seakurat mungkin, tetapi mengulangi setiap pengujian beberapa kali akan membantu meminimalkan dampak kesalahan apa pun. Untuk setiap bola, jumlahkan pengukuran individu bersama-sama dan bagi dengan jumlah pengukuran untuk menemukan rata-rata. Ikuti proses ini untuk setiap bola Anda dan catat aturannya di buku catatan.
Langkah 4: Menafsirkan Hasil Anda
Hasilnya harus menunjukkan bahwa bola terberat bergerak paling jauh sebelum berhenti. Ini karena gaya gravitasi bergantung pada massa benda yang ditariknya. Gravitasi menarik bola ke bawah jalan, dan gaya gravitasi lebih besar pada benda bermassa lebih besar. Kekuatan ekstra pada bola yang lebih besar berarti bahwa ia memiliki lebih banyak energi ketika sampai ke dasar tanjakan dan akibatnya bergerak lebih banyak sebelum berhenti.
Gaya gesekan (antara bola dan tanah) akhirnya memperlambat bola hingga berhenti. Gesekan juga bergantung pada massa benda, tetapi hubungan antara massa dan percepatan yang ditunjukkan oleh hukum kedua Newton juga berarti bahwa dibutuhkan lebih banyak gaya untuk memperlambat benda yang lebih besar. Pastikan Anda menggunakan bola yang identik (dengan segala cara yang Anda bisa) dan lepaskan dari ketinggian yang sama. Juga, pastikan mereka menggunakan material yang sama sepanjang perjalanan mereka, dan efek ini akan hilang. Sebuah benda yang beratnya dua kali lipat harus menggelinding kira-kira dua kali lebih jauh sebelum berhenti.
Inilah sebabnya mengapa desain eksperimen yang baik penting karena perbedaan lain di antara pengujian dapat memengaruhi hasil Anda. Idealnya, satu-satunya perbedaan antara tes Anda adalah massa bola.