Activități de laborator de accelerare în științe fizice

Accelerarea este diferită de viteză. În fizică există câteva experimente interesante pentru a măsura accelerația. Combinând aceste tehnici practice cu o ecuație simplă care implică viteza unui obiect în mișcare și timpul necesar acestui obiect pentru a parcurge o distanță specificată, se poate calcula accelerația.

Un experiment cu mașina în mișcare este un mod simplu de a demonstra că accelerația este o măsură a schimbării vitezei a unui obiect folosind un „fotogat”. Fotogatii folosesc fascicule unice de lumină ultravioletă pentru a detecta un obiect în mișcare ca acesta trece. Pot măsura viteza la un grad ridicat de precizie. O mașină de jucărie poate fi montată în partea de sus a unei rampe plate simple, cum ar fi o lungime de carton sau lemn. Asigurați-vă că rampa nu este alunecoasă sau rezultatele vor fi înclinate. Distanța de sus până jos este măsurată folosind o măsurătoare cu bandă. Mașina este rulată pe rampă de patru ori, începând din diferite puncte, și cronometrată cu ajutorul unui cronometru. Punctul în care trece linia de sosire poate fi înregistrat de fotogat. Rezultatele sunt reprezentate pe un grafic pentru a arăta cum diferitele viteze corespund unei accelerații. Încercați să măsurați intervalele de timp la cele mai apropiate 0,0001 secunde și distanțele și viteza mașinii la cel mai apropiat 0,1 cm / s, potrivit The Science Desk.

Elevii din clasă își pot folosi cunoștințele științifice în afara acestui experiment captivant. Asigurați-vă că știu mai întâi despre fizica de bază. Ecuația utilizată pentru a calcula viteza unui obiect este viteza egală cu distanța împărțită la timp. Ecuația la calculați accelerația este schimbarea vitezei (sau vitezei) împărțită la schimbarea timpului. Dacă accelerația unui obiect nu se schimbă pentru intervale de timp diferite, se numește o accelerație „constantă”, așa cum este descris de Think Quest. Lucrând în perechi, elevii se pot cronometra unii pe alții mergând pe o distanță specificată pentru a-și calcula viteza de mișcare; apoi pot începe să privească accelerația pornind de la o plimbare și trecând într-o fugă. Cereți-le să stabilească care persoană poate accelera cel mai rapid, să înregistreze rezultatele, apoi să le compare înapoi în clasă.

Acest experiment funcționează ca experimentul de bază al mașinii în mișcare, dar aici puteți încorpora modul în care o forță care acționează asupra unui obiect în mișcare schimbă modul în care obiectul se mișcă. Potrivit site-ului web „Science Class”, trebuie să legați o bucată de șir de 60 cm la o agrafă și, la celălalt capăt, la o mașină de jucărie. Mașina este așezată pe un birou, cu șirul atârnat peste margine, astfel încât agrafa să atârne în aer. Un echilibru triplu al fasciculului este utilizat pentru a măsura masa unei game de greutăți. Greutățile pot fi greutăți formale din laborator sau o serie de obiecte mici pe care elevii le selectează din împrejurimile lor. Masele tuturor greutăților alese trebuie măsurate cu precizie și înregistrate. Rugați elevii să scrie predicții despre cum se va deplasa mașina cu diferite greutăți atașate, apoi lăsați-i să vadă ce se întâmplă când atârnați greutățile de agrafă și măsurați mișcarea mașină. Greutățile mai grele vor produce o viteză mai mare și o rată mai mare de accelerație.

Acest experiment în schimbare de masă demonstrează a doua lege a mișcării lui Newton. Aceasta descrie comportamentul unui obiect în mișcare atunci când forțele care acționează asupra acestuia nu sunt echilibrate, ceea ce reprezintă un alt mod de a privi fenomenul de accelerație. Valoarea accelerației unui obiect depinde de forțele nete care acționează asupra acestuia. Dacă două forțe egale din ambele părți acționează asupra unui obiect, acesta va rămâne fix, deoarece forțele se anulează reciproc. Deci, pentru a demonstra acest concept, o altă mașină mică poate fi folosită ca obiect în mișcare și i se pot adăuga o serie de greutăți diferite. Masa căruței și greutățile trebuie să fie măsurate și înregistrate. O mașină de arc este atașată la mașină cu o agrafă. Tragerea mașinii de-a lungul cu ajutorul scalei arcului va avea ca rezultat o măsurare a forței care apare pe scară. Adăugând diferite greutăți și trăgând mașina la o viteză constantă, este posibil să se măsoare cantitatea crescândă de forță necesară pentru a mișca aceeași distanță. Accelerarea obiectului este egală cu forța netă care acționează asupra sa împărțită la masa sa.