L'accelerazione è diversa dalla velocità. In fisica ci sono alcuni esperimenti interessanti per misurare l'accelerazione. Combinando queste tecniche pratiche con una semplice equazione che coinvolge la velocità di un oggetto in movimento e il tempo impiegato dall'oggetto per percorrere una distanza specificata, è possibile calcolare l'accelerazione.
L'auto in movimento
Un esperimento con un'auto in movimento è un modo semplice per dimostrare che l'accelerazione è una misura del cambiamento di velocità di un oggetto utilizzando un “photogate”. I fotocancelli utilizzano singoli raggi di luce ultravioletta per rilevare un oggetto in movimento in quanto passa. Possono misurare la velocità con un alto grado di precisione. Una macchinina può essere montata in cima a una semplice rampa piatta, come un pezzo di cartone o di legno. Assicurati che la rampa non sia scivolosa, altrimenti i risultati saranno distorti. La distanza dall'alto verso il basso viene misurata utilizzando un metro a nastro. L'auto viene fatta rotolare giù dalla rampa quattro volte, partendo da punti diversi, e cronometrata utilizzando un cronometro. Il punto in cui passa il traguardo può essere registrato dal photogate. I risultati sono riportati su un grafico per mostrare come le diverse velocità corrispondano a un'accelerazione. Prova a misurare gli intervalli di tempo con l'approssimazione di 0,0001 secondi e le distanze e le velocità dell'auto con l'approssimazione di 0,1 cm/s, secondo The Science Desk.
Camminare e correre
Gli studenti in classe possono utilizzare le loro conoscenze scientifiche all'esterno in questo coinvolgente esperimento. Assicurati che conoscano prima la fisica di base. L'equazione utilizzata per calcolare la velocità di un oggetto è la velocità uguale alla distanza divisa per il tempo. L'equazione a calcola l'accelerazione è la variazione di velocità (o velocità) divisa per la variazione di tempo. Se l'accelerazione di un oggetto non cambia per intervalli di tempo diversi, si parla di accelerazione "costante", come descritto da Think Quest. Lavorando in coppia, gli studenti possono cronometrarsi a vicenda percorrendo una distanza specificata per calcolare la loro velocità di movimento; quindi, possono iniziare a guardare all'accelerazione partendo da una passeggiata e passando a una corsa. Chiedi loro di determinare quale persona può accelerare più velocemente, registrare i risultati, quindi confrontarli in classe.
L'auto in movimento 2: forza e accelerazione
Questo esperimento funziona come l'esperimento di base dell'auto in movimento, ma qui puoi incorporare come una forza che agisce su un oggetto in movimento cambia il modo in cui l'oggetto si muove. Secondo il sito "Science Class", è necessario legare un pezzo di spago di 60 cm a una graffetta e, all'altra estremità, a una macchinina. L'auto è posizionata su una scrivania, con lo spago appeso al bordo in modo che la graffetta penzoli nell'aria. Una bilancia a triplo raggio viene utilizzata per misurare la massa di un intervallo di pesi. I pesi possono essere pesi formali del laboratorio o una serie di piccoli oggetti che gli studenti scelgono dall'ambiente circostante. Le masse di tutti i pesi scelti devono essere misurate accuratamente e registrate. Chiedi agli studenti di scrivere previsioni su come si muoverà l'auto con pesi diversi attaccati, poi fagli vedere cosa succede quando appendi i pesi alla graffetta e misuri il movimento del auto. Pesi più pesanti produrranno una velocità maggiore e una maggiore velocità di accelerazione.
Modifica di massa, forza e accelerazione
Questo esperimento di massa mutevole dimostra la seconda legge del moto di Newton. Questo descrive il comportamento di un oggetto in movimento quando le forze che agiscono su di esso non sono bilanciate, che è un altro modo di guardare al fenomeno dell'accelerazione. Il valore dell'accelerazione di un oggetto dipende dalle forze nette che agiscono su di esso. Se due forze uguali da entrambi i lati agiscono su un oggetto, questo rimarrà fermo perché le forze si annullano a vicenda. Quindi, per dimostrare questo concetto, un'altra piccola automobile può essere utilizzata come oggetto in movimento e ad essa può essere aggiunta una gamma di pesi diversi. La massa del carrello e i pesi devono essere misurati e registrati. Una bilancia a molla è attaccata all'auto con una graffetta. Trascinando l'auto usando la bilancia a molla si otterrà una misurazione della forza che appare sulla bilancia. Aggiungendo pesi diversi e trainando l'auto a velocità costante, è possibile misurare la quantità crescente di forza necessaria per percorrere la stessa distanza. L'accelerazione dell'oggetto è uguale alla forza netta che agisce su di esso divisa per la sua massa.