Тягнути замість піднімати з Cobra SMARTsense

Схема досліду

Вантажі не завжди треба піднімати вгору навпростець. Часто для цього використовують похилу доріжку.

Учні й учениці спостерігають у цьому досліді, яку силу треба прикласти, щоб перемістити масу.

При цьому вони з'ясовують, що цю дію можна виконати з меншою силою, якщо масу не піднімати вільно вгору, а тягнути похилою площиною.

Попередні знання

• Поняття "маса" має бути відоме, як і те, що на уроках природничих наук уживають саме його замість "ваги".
• "Масою" для простоти вважають те, що можна виміряти на терезах у кілограмах або грамах.

Принцип

• У цьому досліді учні розуміють, що за допомогою придатних пристосувань силу, потрібну для переміщення вантажу, можна зменшити.
• Але цього досягають лише тим, що подовжують шлях, на якому діє сила. Отже, робота виходить (щонайменше) така сама. Запитайте своїх учнів, чи помічають вони цей "недолік" нового способу.

Навчальна мета

• У цьому досліді учні розуміють, що, подовживши шлях, на якому має діяти сила для переміщення вантажу, потрібну силу можна зменшити.
• Крім того, учні розуміють, що робота виходить (щонайменше) така сама.

Завдання

• Вимірювання сили, потрібної, щоб повільно підняти брусок тертя вгору.
• Вимірювання сили, потрібної, щоб витягти брусок тертя похилою рампою на ту саму висоту.
• Порівняння двох вимірювань сили.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Перевезення вугілля конвеєрною стрічкою

Ти вже колись піднімався сходами високо вгору чи лазив у спортзалі по шведській стінці?

Тоді ти напевно помітив, що це буває справді важко. Підняти себе самого чи вантаж вище потребує набагато більше сили.

Вантажі не завжди треба піднімати вгору навпростець. Часто для цього використовують похилу доріжку:

Ліворуч ти бачиш, як вугілля виходить із шахти. Вугілля їде конвеєрною стрічкою навскіс із тунелю на поверхню.

• У цьому досліді ти дослідиш два способи підняти брусок зі столу на підвищення.

• Спочатку ти піднімеш його прямо вгору, а потім витягнеш його похилою рампою.

• Порівняй силу, яка потрібна тобі, щоб щоразу доправити брусок до мети.

• Перш ніж почати дослід, поміркуй, чому дороги в горах мають так багато поворотів.

• Запиши свої спостереження і дай відповіді на запитання в протоколі.

Дорога-серпантин у горах

iOS

Android

Windows

• Увімкни свій датчик Cobra SMARTsense-Force.
• Відкрий застосунок "measure" і вибери датчик сили як сенсор.
• Тримай датчик сили гачком униз і вибери у вкладці "Датчики" пункт "Обнулити".
• Перейди в режим "Живе вимірювання".
• Поточне навантаження датчика Cobra SMARTsense-Force показується тобі на дисплеї в Н.
• Червоною кнопкою можна записувати вимірювання.

Вимірювання сили тяжіння бруска тертя

• Постав половину основи штатива сторч на дві круглі ніжки на стіл, щоб угорі утворилося підвищення.
• Постав брусок тертя гачком угору на стіл і причепи датчик сили.
• Запусти вимірювання, повільно підніми брусок тертя датчиком сили вгору і постав його на підвищення.
• Зупини вимірювання.

• Подивись на силу, потрібну для піднімання, і запиши її в протоколі

• Тепер постав магнітну доріжку навскіс одним боком на основу штатива і встав штифт на кінці доріжки в трубочку підвищення. Так ти дістанеш стійку рампу.

• Тепер знову доправ брусок тертя аж нагору на підвищення.
• Цього разу поклади його дерев'яним боком на нижню частину рампи і тягни датчиком сили вгору.
• Запусти вимірювання внизу і зупини його знову вгорі.
• Подивись на силу, виміряну під час витягування, і запиши її в протоколі.

Спостереження

Запиши виміряні сили для обох способів доправити брусок зі столу на підвищення.