โครงการวิทยาศาสตร์เรื่องแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3

เซอร์ ไอแซก นิวตัน ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ค้นพบแรงโน้มถ่วง เมื่อในปี ค.ศ. 1687 เขาได้ตีพิมพ์หนังสือเกี่ยวกับการค้นพบของเขา เขาเห็นแอปเปิ้ลตกจากต้นไม้และตั้งชื่อแรงดึงดูดนั้น เขาสร้างกฎสามข้อเพื่อกำหนดปรากฏการณ์นี้เพิ่มเติม กฎข้อที่หนึ่งของความเฉื่อยกล่าวว่าวัตถุใด ๆ ที่เคลื่อนที่หรือหยุดนิ่งจะคงอยู่อย่างนั้นจนกว่าวัตถุหรือแรงอื่นจะกระทำการเปลี่ยนแปลง กฎข้อที่สองกำหนดความเร่งเป็นการเปลี่ยนแปลงความเร็วเมื่อแรงกระทำต่อวัตถุ กฎข้อที่สามกล่าวว่าทุกการกระทำมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้าม

ทำระนาบเอียงด้วยหลอดกระดาษเช็ดมือ ชิ้นไม้หรือกล่องกระดาษแข็ง ลองความสูงที่แตกต่างกัน เช่น 1-4 ฟุตจากพื้นโดยใช้หนังสือ เก้าอี้ หรือกล่อง มีภาชนะหรือกล่องที่ปลายเอียงของคุณเพื่อจับวัตถุทดสอบ ใช้สิ่งของชิ้นเล็กๆ เช่น ลูกหิน ลูกบอล หรือล้อร้อน จดเวลาที่แต่ละวัตถุเคลื่อนที่จากด้านบนลงด้านล่างของความลาดเอียงโดยใช้ตัวจับเวลาหรือนาฬิกาจับเวลา นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 จะพบว่าต้องใช้เวลานานกว่าสำหรับวัตถุในการเดินทางลงสู่ระนาบที่มีความชันน้อยกว่า ในขณะที่วัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้นตามทางลาดชัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นกฎข้อที่สองของนิวตันเนื่องจากวัตถุเร่งความเร็วไปที่พื้นเร็วขึ้นเมื่อความลาดเอียงเป็นแนวตั้งหรือชันมากขึ้น

วางเก้าอี้สองตัวห่างกันอย่างน้อย 10 ฟุต วางฟางลงบนเชือกว่าวแล้วมัดไว้กับเก้าอี้ ทำเช่นนี้กับเก้าอี้อีกชุดที่อยู่ถัดจากชุดแรก ใช้ปั๊มลูกโป่งเป่าลูกโป่ง อย่ามัดมันให้ปิด แต่ให้ถือไว้เพื่อไม่ให้อากาศไหลออก ใช้เทปติดลูกโป่งกับฟาง เริ่มบอลลูนที่เก้าอี้ที่ปลายเปิดหันไปทางเก้าอี้ตัวนั้น นักเรียนสองคนสามารถแข่งลูกโป่งของพวกเขาเพื่อดูว่าอันไหนไปได้ไกลกว่ากัน ลองใช้ลูกโป่งรูปทรงและขนาดต่างๆ เพื่อดูว่าผลลัพธ์ต่างกันหรือไม่ โครงงานนี้แสดงให้เห็นกฎข้อที่สามของนิวตัน เพราะเมื่ออากาศพุ่งถอยหลังออกจากบอลลูน มันจะดันฟางไปตามเชือกไปในทิศทางตรงกันข้ามด้วยแรงที่เท่ากัน

แรงเสียดทานคือแรงที่เห็นเมื่อวัตถุถูกัน การเสียดสีทำให้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลงหรือไม่เคลื่อนที่เลย ติดไม้บรรทัดกับผนังโดยให้ปลาย "0 นิ้ว" อยู่ด้านล่างและ "12 นิ้ว" อยู่ด้านบน ใช้ด้านเรียบของไม้บรรทัดอีกอันสำหรับโครงงานนี้ ร่วมกับบล็อกไม้เล็กๆ กระดาษก่อสร้าง กระดาษทราย อลูมิเนียมฟอยล์ และกระดาษแว็กซ์ ถือไม้บรรทัดที่เครื่องหมาย 3 นิ้วที่ปลายด้านหนึ่งแล้ววางปลายอีกด้านบนพื้นเพื่อให้เอียง วางบล็อกไม้ของคุณไว้ที่ด้านบนของไม้บรรทัดแล้วค่อยๆ เลื่อนไม้บรรทัดให้สูงขึ้นจนกว่าบล็อกจะเคลื่อนที่ บันทึกความสูงที่บล็อกเคลื่อนที่ ห่อบล็อกไม้ด้วยกระดาษและฟอยล์ประเภทต่างๆ แล้วทำการทดลองซ้ำ นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 จะพบว่าการห่อบล็อกมักทำให้เกิดการเสียดสีและต้องเอียงไม้บรรทัดให้สูงขึ้นก่อนที่บล็อกจะเคลื่อนที่ โครงงานนี้แสดงให้เห็นถึงกฎข้อแรกของนิวตันเนื่องจากความเสียดทานเป็นแรงที่ป้องกันไม่ให้บล็อกเคลื่อนที่ไปตามไม้บรรทัด นักเรียนเรียนรู้ว่ากระดาษเรียบสร้างแรงเสียดทานน้อยลงและบล็อกจะเคลื่อนที่ไปตามไม้บรรทัดในระดับที่ต่ำกว่า แต่กระดาษหยาบทำให้เกิดการเสียดสีมากกว่า

สำหรับโครงงานนี้ คุณจะต้องตัดก้นกระดาษหรือถ้วยพลาสติกออก ตัดช่องเล็ก ๆ ที่ด้านบนของบอลลูนแล้วยืดไปที่ด้านล่างของถ้วยเพื่อให้ก้านสูบลมห้อยออก ยึดบอลลูนไว้เหนือถ้วยด้วยเทปกาวเพื่อป้องกันไม่ให้ลูกโป่งหลุดออกมาเมื่อดึงออก ใส่มาร์ชแมลโลว์ชิ้นเล็กๆ ลงในถ้วยแล้วดึงก้านสูบลมที่ห้อยอยู่ของลูกโป่งเพื่อเปิดมันให้ทั่วห้อง นักเรียนจะพบว่าการใช้แรงที่แตกต่างกันในการดึงลูกโป่งจะทำให้มาร์ชเมลโลว์พุ่งออกไปในระยะทางที่ต่างกัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นกฎของนิวตันทั้งหมด มาร์ชเมลโล่ไม่ขยับจนกว่าแรงดึงลูกโป่งจะทำให้หลุดออกจากถ้วย แรงดึงลูกโป่งกลับทำให้มาร์ชเมลโล่เร่งความเร็วออกจากถ้วยด้วยความเร็วและทิศทางที่ต่างกันทุกครั้ง สุดท้าย แรงของมาร์ชเมลโล่ที่ออกจากถ้วยคือปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้ามที่สังเกตได้จากการดึงลูกโป่ง

  • แบ่งปัน
instagram viewer