科学项目
斜面上的加速度
伽利略是一位物理学家,天文学家,数学家,创造性思维的策划者,他生活在16世纪th和17th在意大利已经有几百年了。他是望远镜的发明者,也是最早提出地球绕着太阳转而不是反过来转的人之一。他对物理学和地球上的事物是如何运作的非常感兴趣,他做了很多实验来观察重力和自然现象,这比艾萨克·牛顿爵士用数学方法描述这些现象要早得多。
伽利略和他同时代的许多人被认为已经开始对坠落物体进行实验,并验证了这样一个观点:尽管物体质量不同,但它们会以相同的速度坠落到地球上。因为在很高的地方(比如从建筑物的高处扔球),时间和其他因素(比如风阻力)都是一个问题,伽利略和其他科学家使用斜面,比如坡道,来进行他们的实验。
伽利略指出,真空中的物体,也就是没有空气的物体,会以恒定的加速度落到地球上。今天,我们称之为恒定加速度重力。
材料
- 3英尺的模子(用于天花板或地板,带有滚球槽)
- 要叠的书
- 米尺或尺子
- 量角器
- 高尔夫球
- 秒表
- 笔记本和钢笔
- 使用Excel的电脑(除非你想手工绘图!)
过程
- 把一些书堆在一起,把一边的模子放在书上,形成一个斜坡。
- 用量角器测量斜坡与地面之间的角度。调整书堆,直到你能使坡道尽可能接近30°。把最后的角度记在笔记本上。
- 用尺子或米尺沿着坡道标出10厘米的间隔,从地面开始向上。
- 把高尔夫球沿斜坡放置在一定距离上。计算高尔夫球在你放开球后落地所需的时间。记录下你让球走的距离和球走完坡道所需的时间。
- 在不同长度的斜坡上重复步骤。
- 把你的结果画出来。把时间放在x轴上,把距离放在y轴上。你注意到什么规律了吗?
- 用方程计算测试点的加速度A = 2d / t2
- 尝试不同斜面角度的实验。
结果
每一点的加速度应该几乎相同。差异可能与时机的不完善和坡道上的摩擦有关。
为什么?
你创建的图表将显示球在斜坡上停留的时间越长,它移动的速度就越快。当加速度恒定时,物体的速度会越来越快。实验中的恒定加速度是由重力引起的。重力加速度测量为9.81 m/s2.因为倾斜的平面,你无法测量这个加速度,但如果你要进行一个实验,从不同的高度扔球,这就是你所期望的。
如果你改变斜坡的角度更陡,你记录的加速度将更接近重力的加速度。
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