Saikne starp masu un attālumu, kuru bumba veic, kad to atbrīvo no uzbrauktuves, atklāj galveno faktu par smagumu un tā darbību. Projekts ir lielisks veids, kā ilustrēt saikni starp gravitācijas spēku un masu, un to var izveidot klasē vai mājās. Dažādas masas bumbiņu ripināšana pa paaugstinātu rampu atklāj masas ietekmi uz nobraukto attālumu. Šis vienkāršais projekts sniedz arī noderīgu ievadu zinātnisko eksperimentu izstrādē, tāpēc mainīgais mainīgais ir vienīgais, kas ietekmē rezultātus. Ja jūs meklējat izgaismojošu, bet tiešu zinātnes projektu, masas ietekmes izpēte uz bumbas nobraukto attālumu ir fantastiska izvēle.
Jums nepieciešamās lietas
- Iesaiņojuma papīra caurule vai plakans koka gabals, ko izmantot kā rampu.
- Trīs vai vairāk dažādu masu bumbiņas. (Ideālā gadījumā vienāds izmērs un materiāls, bet atšķirīgs svars. Piemērots ir jebkurš diametrs, kas ietilpst jūsu rampā.)
- Četras vai piecas mācību grāmatas vai kaut kas cits, lai paceltu rampu.
- Šķēres
- Virtuves svari vai kaut kas cits, lai izmērītu jūsu bumbiņu masu.
- Mērlente vai metru lineāls
- Piezīmju grāmatiņa un pildspalva
- (Pēc izvēles) papīra glāze vai maza kartona kārba
1. darbība: iestatiet eksperimentu
Uzstādiet eksperimentu, paceļot vienu rampas pusi. Izmantojot šķēres, sagrieziet iesaiņojuma papīra cauruli gareniski uz pusēm, lai bumbiņām izveidotu garu U veida sliedi. Sakraujiet mācību grāmatas (vai ievietojiet citus priekšmetus) vietā, kuru esat izvēlējies uzbrauktuves sākumam. Pārliecinieties, ka rampas priekšā ir pietiekami daudz vietas, lai bumbiņas varētu ripot un apstāties.
Ja jums nav daudz vietas, uzbrauktuves pamatnē varat ievietot kausu vai nelielu kartona kastīti ar atveri vērstu pret rampu, lai tas notvertu bumbu pēc tam, kad tā norit. Krūzīte vai kaste ievērojami samazina nobraukto attālumu, bet bumba to tomēr pārvietos. Vai arī samaziniet uzbrauktuves augstumu, lai samazinātu ceļa attālumu.
Visbeidzot, jums ir jāmēra attālums, ar kuru bumba pārvietojas. Vieglākais veids, kā to izdarīt, ir ar mērlenti. Jūs varat vienkārši gaidīt, kamēr bumba (vai kauss / kaste) apstājas, un pēc tam izmērīt attālumu no rampas apakšas līdz tās pēdējai atpūtas vietai. Varat arī izmantot metru lineālu, lai no pamatnes iezīmētu virkni 1 metra soli un pēc tam veiciet precīzāku mērījumu vēlāk, izmantojot lineālu un esošo marķējumi.
2. solis: Izmēriet savu bumbiņu masu
Izmēriet bumbiņu masu, lai palīdzētu jums interpretēt rezultātus. Ir ļoti svarīgi, lai jums būtu dažādu bumbu komplekts (trīs vai vairāk). Ja jūs to nevarat izdarīt precīzi, vissvarīgākais ir tas, ka jūs varat tos sarindot no vieglākajiem līdz smagākais, bet, ja jums ir virtuves svaru komplekts, izmēra to precīzās masas un pierakstiet to tos.
3. solis: reģistrējiet mērījumus
Vairākas reizes ritiniet katru bumbu pa rampu un pierakstiet, cik tālu tā pārvietojas no rampas pamatnes. Veicot trīs vai vairāk katra mērījumus, tiks iegūts ticamāks rezultāts. Veiciet mērījumus pēc iespējas precīzāk, taču, atkārtojot katru testu vairākas reizes, tiks samazināta kļūdu ietekme. Katrai bumbiņai saskaita atsevišķos mērījumus kopā un dala ar mērījumu skaitu, lai atrastu vidējo. Iziet šo procesu katrai bumbai un ierakstiet noteikumus piezīmju grāmatiņā.
4. solis: rezultātu interpretēšana
Rezultātiem vajadzētu parādīt, ka smagākā bumba pirms apstāšanās ceļo vistālāk. Tas ir tāpēc, ka gravitācijas spēks ir atkarīgs no tā priekšmeta masas, kuru tas velk. Gravitācija velk bumbas pa rampu, un smaguma spēks ir lielāks uz lielākas masas priekšmetiem. Papildu spēks uz lielāko bumbu nozīmē, ka tai ir vairāk enerģijas, kad tā nokļūst uzbrauktuves apakšā un attiecīgi vairāk pārvietojas pirms apstāšanās.
Berzes spēks (starp bumbu un zemi) galu galā palēnina bumbu. Berze ir atkarīga arī no objekta masas, bet saikne starp masu un paātrinājumu, ko parāda Ņūtona otrais likums, nozīmē arī to, ka ir nepieciešams lielāks spēks, lai palēninātu lielāku objektu. Pārliecinieties, ka izmantojat identiskas bumbiņas (visādā ziņā) un atlaidiet tās no viena augstuma. Pārliecinieties arī, ka visa brauciena laikā viņi ripo uz viena un tā paša materiāla, un šiem efektiem vajadzētu izzust. Divreiz smagākam objektam pirms apstāšanās vajadzētu ripot aptuveni divreiz vairāk.
Tāpēc laba eksperimenta plānošana ir svarīga, jo jebkuras citas atšķirības starp testiem var ietekmēt jūsu rezultātus. Ideālā gadījumā vienīgajai atšķirībai starp testiem jābūt bumbas masai.