Прискорення лабораторної діяльності з фізичної науки

Прискорення відрізняється від швидкості. У фізиці існує кілька цікавих експериментів для вимірювання прискорення. Поєднуючи ці практичні прийоми з простим рівнянням, що включає швидкість руху об’єкта та час, який потрібно об’єкту для проходження заданої відстані, можна розрахувати прискорення.

Експеримент на рухомому автомобілі - це прямий спосіб продемонструвати, що прискорення є мірою зміни швидкості об'єкта за допомогою "фотогайди". Фото ворота використовують одиничні пучки ультрафіолетового світла для виявлення рухомого об’єкта як його проходить. Вони можуть вимірювати швидкість з високим ступенем точності. Іграшковий автомобіль можна встановити у верхній частині простого плоского пандуса, наприклад, довжини картону або дерева. Переконайтесь, що пандус не слизький, інакше результати будуть похилі. Відстань від верху до низу вимірюється рулеткою. Автомобіль прокочується вниз по пандусу чотири рази, починаючи з різних точок, і синхронізуючи за допомогою секундоміра. Точку, в якій він проходить фінішну пряму, може записати фотограф. Результати наносяться на графік, щоб показати, як різні швидкості відповідають прискоренню. Спробуйте виміряти часові інтервали з точністю до 0,0001 секунди, а відстані та швидкості автомобіля з точністю до 0,1 см / с, повідомляє The Science Desk.

Студенти класу можуть використовувати свої наукові знання за межами цього захоплюючого експерименту. Спершу переконайтесь, що вони знають про базову фізику. Рівняння, яке використовується для обчислення швидкості руху об’єкта, - це швидкість, яка дорівнює відстані, поділеній на час. Рівняння до обчислити прискорення - це зміна швидкості (або швидкості), поділена на зміну часу. Якщо прискорення об'єкта не змінюється протягом різних інтервалів часу, це називається "постійним" прискоренням, як описано в Think Quest. Працюючи в парах, учні можуть вимірювати час один одного, проходячи певну відстань, для обчислення швидкості руху; тоді вони можуть почати дивитись на прискорення, починаючи з прогулянки і рухаючись в біг. Попросіть їх визначити, яка людина може пришвидшити найшвидше, записати результати, а потім порівняти їх у класі.

Цей експеримент працює як основний експеримент на рухомому автомобілі, але тут ви можете врахувати, як сила, що діє на об’єкт, що рухається, змінює спосіб руху об’єкта. Як пише веб-сайт "Science Class", вам потрібно прив’язати 60-сантиметровий шнурок до скріпки, а з іншого кінця - до іграшкової машинки. Автомобіль розміщений на робочому столі, а мотузка звисає через край, щоб скріпка звисала в повітрі. Потрійний ваг променя використовується для вимірювання маси діапазону ваг. Вагами можуть бути офіційні ваги лабораторії або цілий ряд дрібних предметів, які студенти вибирають з оточення. Маси всіх вибраних ваг потрібно точно виміряти та записати. Попросіть учнів записати прогнози щодо того, як рухатиметься автомобіль із різною вагою, тоді нехай вони побачать, що відбувається, коли ви повісите гирі на скріпку та виміряєте рух автомобіль. Більш важкі ваги забезпечують швидшу швидкість і вищий темп прискорення.

Цей мінливий масовий експеримент демонструє Другий закон руху Ньютона. Це описує поведінку рухомого об’єкта, коли сили, що діють на нього, не збалансовані, що є ще одним способом розгляду явища прискорення. Величина прискорення об’єкта залежить від чистих сил, що діють на нього. Якщо дві рівні сили з будь-якої сторони діють на об'єкт, він залишатиметься в силі, оскільки сили виключають одна одну. Отже, для демонстрації цієї концепції в якості об’єкта в русі може бути використаний інший невеликий автомобіль, і до нього можна додати діапазон різної ваги. Масу візка та ваги потрібно виміряти та записати. До автомобіля скріпкою кріпиться пружинна вага. Потягнувши машину за допомогою пружинної шкали, на шкалі з’явиться вимірювання сили. Додаючи різні ваги та тягнучи машину з постійною швидкістю, можна виміряти зростаючу кількість сили, необхідної для переміщення на однакову відстань. Прискорення об'єкта дорівнює чистій силі, що діє на нього, поділеній на його масу.