Pracownia: ruch z filmu i trzy zasady dynamiki

Potrzebne wiadomości: Droga, prędkość, siła, stoper oraz niepewność odczytu.

Przygotowanie pomiaru

Ustaw krótki poziomy tor dla lekkiego wózka, z ogranicznikiem i miejscem na zatrzymanie. Obok umieść skalę długości. Kamera ma patrzeć prostopadle do toru, a skala leżeć w tej samej płaszczyźnie co śledzony punkt. Nie filmuj ruchu na ulicy. Zapisz odstęp czasu między klatkami i niepewność położenia, nie tylko liczbę pikseli.

Wybierz kilka równych odstępów czasu, odczytaj x i sporządź tabelę t,x. Na osi poziomej wykresu zaznacz sekundy, na pionowej metry. Równe przyrosty położenia sugerują stałą prędkość. Rosnące przyrosty wymagają sprawdzenia przyspieszenia, a nie tylko stwierdzenia „ruch jest szybszy”.

Siły i obserwator

Dwa połączone siłomierze ciągnij łagodnie w przeciwnych kierunkach, nie przekraczając zakresów. Porównaj wskazania: parę sił III zasady stanowią siły na dwóch różnych przyrządach. Przy wózku porównaj krótkie odcinki ruchu po puszczeniu; spowalnianie wskazuje wpływ oporów, nie zaprzeczenie I zasadzie. Zmieniając siłę przy stałej masie, badaj zmianę przyspieszenia, a nie tylko końcowej szybkości.

Na wózku można położyć lekki przedmiot na gładkiej podkładce i bardzo łagodnie ruszyć: względem wózka przesuwa się on przeciwnie do przyspieszenia. Nauczyciel zabezpiecza tor przed spadaniem. To demonstracja zmiany układu odniesienia, nie nowej rzeczywistej siły działającej od nieznanego ciała. W opisie oddziel obserwację, hipotezę i ograniczenia tarcia.

Zadania do tego tematu

• Tabela położeń z modelowego nagrania
• Podwojenie siły wypadkowej przy tej samej masie
• Dwa siłomierze i błędne dodawanie sił na jednym ciele

Dalsza lektura

Materiał referencyjny