物理科学における加速実験室の活動

加速度は速度とは異なります。 物理学では、加速度を測定するためのいくつかの興味深い実験があります。 これらの実用的な手法を、移動する物体の速度とその物体が指定された距離を移動するのにかかる時間を含む簡単な方程式と組み合わせることにより、加速度を計算できます。

移動中の車の実験は、加速度が速度の変化の尺度であることを実証する簡単な方法です。 「フォトゲート」を使用したオブジェクトの作成。 フォトゲートは、紫外線の単一ビームを使用して、移動する物体を検出します。 パスします。 速度を高精度に測定できます。 おもちゃの車は、段ボールや木の長さなど、単純な平らな傾斜路の上部に取り付けることができます。 ランプが滑りにくいことを確認してください。滑りにくいと、結果が歪んでしまいます。 上から下までの距離は巻尺を使用して測定されます。 車は、さまざまなポイントから開始して4回ランプを転がり落ち、ストップウォッチを使用して計時されます。 フィニッシュラインを通過したポイントは、フォトゲートで記録できます。 結果はグラフにプロットされ、さまざまな速度が加速度にどのように対応するかを示します。 科学デスクによると、0.0001秒に最も近い時間間隔と、0.1 cm / sに最も近い車の距離と速度を測定してみてください。

教室の生徒は、この魅力的な実験の外で科学的知識を活用できます。 彼らが最初に基本的な物理学について知っていることを確認してください。 オブジェクトの速度を計算するために使用される方程式は、速度が距離を時間で割ったものに等しいことです。 方程式 加速度を計算する 速度（または速度）の変化を時間の変化で割ったものです。 オブジェクトの加速度が異なる時間間隔で変化しない場合、Think Questで説明されているように、それは「一定の」加速度と呼ばれます。 ペアで作業することで、生徒は指定された距離を歩いてお互いの時間を計り、動きの速度を計算できます。 次に、彼らは散歩から始めて走りに移動することによって加速を見始めることができます。 どの人が最も速く加速できるかを判断し、結果を記録してから、クラスで比較するように依頼します。

この実験は基本的な移動車の実験と同じように機能しますが、ここでは、移動中のオブジェクトに作用する力がオブジェクトの移動方法をどのように変化させるかを組み込むことができます。 ウェブサイト「サイエンスクラス」によると、60cmの紐をペーパークリップに結び、もう一方の端をおもちゃの車に結び付ける必要があります。 車はワークデスクに置かれ、ペーパークリップが宙に浮くように紐が端にぶら下がっています。 トリプルビーム天びんは、ある範囲の分銅の質量を測定するために使用されます。 重みは、ラボからの正式な重み、または学生が周囲から選択した一連の小さなオブジェクトにすることができます。 選択したすべての分銅の質量を正確に測定して記録する必要があります。 さまざまな重りを付けた状態で車がどのように動くかについての予測を書き留めるように生徒に依頼します。 次に、ペーパークリップからおもりを吊るして、その動きを測定するとどうなるかを見てもらいます。 車。 ウェイトが重いほど、速度が速くなり、加速速度が速くなります。

この変化する質量実験は、ニュートンの第2運動法則を示しています。 これは、移動するオブジェクトに作用する力のバランスが取れていない場合の移動するオブジェクトの動作を表します。これは、加速の現象を見る別の方法です。 オブジェクトの加速度の値は、オブジェクトに作用する正味の力に依存します。 どちらかの側からの2つの等しい力がオブジェクトに作用する場合、力が互いに打ち消し合うため、オブジェクトはそのままになります。 したがって、この概念を示すために、別の小型車を移動中のオブジェクトとして使用し、さまざまな重量を追加することができます。 カートの質量と重量はすべて測定して記録する必要があります。 バネばかりはペーパークリップで車に取り付けられています。 バネばかりを使用して車を引っ張ると、体重計に現れる力の測定値が得られます。 異なる重りを追加し、一定の速度で車を引っ張ることにより、同じ距離を移動するために必要な力の増加量を測定することができます。 オブジェクトの加速度は、オブジェクトに作用する正味の力をその質量で割ったものに等しくなります。