Akceleračné laboratórne aktivity vo fyzike

Zrýchlenie je iné ako rýchlosť. Vo fyzike existuje niekoľko zaujímavých experimentov na meranie zrýchlenia. Kombináciou týchto praktických postupov s jednoduchou rovnicou zahŕňajúcou rýchlosť pohybu objektu a čas potrebný na prekonanie určenej vzdialenosti môže byť vypočítané zrýchlenie.

Experiment s pohybujúcim sa autom predstavuje priamy spôsob demonštrácie, že zrýchlenie je mierou zmeny rýchlosti objektu pomocou „fotobrány“. Fotografi používajú na detekciu pohybujúceho sa objektu jednotlivé lúče ultrafialového svetla prihrávky. Môžu merať rýchlosť s vysokou mierou presnosti. Autíčko je možné namontovať na hornú časť jednoduchej plochej rampy, napríklad na dĺžku z lepenky alebo dreva. Uistite sa, že rampa nie je šmykľavá, inak budú výsledky skreslené. Vzdialenosť zhora nadol sa meria pomocou pásky. Automobil sa z rampy stočí štyrikrát, vychádzajúc z rôznych bodov, a načasuje sa pomocou stopiek. Bod, v ktorom prechádza cieľovou čiarou, môže zaznamenať fotobrána. Výsledky sú vynesené do grafu, ktorý ukazuje, ako rôzne rýchlosti zodpovedajú zrýchleniu. Skúste podľa časopisu Science Desk zmerať časové intervaly s presnosťou na 0,0001 sekundy a vzdialenosti a rýchlosti automobilu s presnosťou na 0,1 cm / s.

Študenti triedy môžu v tomto pútavom experimente využiť svoje vedecké poznatky aj mimo. Uistite sa, že najskôr vedia o základnej fyzike. Rovnica použitá na výpočet rýchlosti objektu je rýchlosť rovná sa vzdialenosť delená časom. Rovnica k vypočítať zrýchlenie je zmena rýchlosti (alebo rýchlosti) vydelená zmenou času. Ak sa zrýchlenie objektu v rôznych časových intervaloch nezmení, označuje sa to ako „neustále“ zrýchlenie, ako ho popisuje Think Quest. Pri práci vo dvojiciach si môžu študenti navzájom vypočítať rýchlosť pohybu; potom sa môžu začať pozerať na zrýchlenie tým, že začnú z chôdze a idú do behu. Požiadajte ich, aby určili, ktorá osoba dokáže najrýchlejšie akcelerovať, zaznamenajte výsledky a potom ich porovnajte späť v triede.

Tento experiment funguje ako základný experiment s pohybujúcim sa autom, ale tu môžete zahrnúť to, ako sila pôsobiaca na objekt v pohybe mení spôsob pohybu objektu. Podľa webu „Science Class“ musíte 60-centimetrový kúsok šnúrky priviazať k sponke na papieri a na druhom konci k autíčku. Auto je umiestnené na pracovnom stole, pričom šnúrka visí cez okraj, takže kancelárska spinka sa visí vo vzduchu. Trojnásobná váha lúča sa používa na meranie hmotnosti rozsahu závaží. Závažia môžu byť formálne závaží z laboratória alebo celý rad malých predmetov, ktoré si študenti vyberajú zo svojho okolia. Hmotnosti všetkých zvolených váh je potrebné presne zmerať a zaznamenať. Požiadajte študentov, aby napísali predpovede o tom, ako sa bude auto pohybovať s rôznymi pripojenými váhami, potom ich nechajte vidieť, čo sa stane, keď zavesíte závažia z kancelárskej spinky a zmeriate pohyb auto. Väčšia váha spôsobí vyššiu rýchlosť a vyššiu rýchlosť zrýchlenia.

Tento meniaci sa hromadný experiment demonštruje Newtonov druhý zákon pohybu. Toto popisuje správanie sa pohybujúceho sa objektu, keď sily na neho pôsobiace nie sú vyvážené, čo je ďalší spôsob pohľadu na fenomén zrýchlenia. Hodnota zrýchlenia objektu závisí od čistých síl pôsobiacich na neho. Ak na predmet pôsobia dve rovnaké sily z ktorejkoľvek strany, zostane na mieste, pretože sily sa navzájom rušia. Na demonštráciu tohto konceptu možno teda ako objekt v pohybe použiť ďalšie malé auto a pridať k nemu rad rôznych hmotností. Je potrebné zmerať a zaznamenať hmotnosť vozíka a hmotnosti. Na auto je pomocou sponky pripevnená pružinová stupnica. Ťahanie vozidla pomocou pružinovej stupnice bude mať za následok meranie sily objavujúcej sa na stupnici. Pridaním rôznych váh a ťahaním vozidla konštantnou rýchlosťou je možné merať zvyšujúce sa množstvo sily potrebnej na presunutie rovnakej vzdialenosti. Zrýchlenie objektu sa rovná čistej sile pôsobiacej na neho vydelenej jeho hmotou.