Indarraren eta azelerazioaren arteko erlazioa ikertzen
Arrazoia edozein dela ere, autoa martxan jartzen ez denean, nahiko konponbide arrunta izan ohi da hura bultzatzen saiatzea. Baina zer indarrez bultzatu behar da? Objektu bati bultza egiten diogunean, hala nola auto bati, abiadura eta azelerazioa hartzen ditu. Baina, zer erlazio dago objektuari egiten diogun indarraren eta objektuak hartzen duen azelerazioaren artean?
Ikerketa honetan, Google-ren Science Journal doako aplikazioa erabiliko dugu, aplikazioak azelerometro bat baitu.
Science Journal aplikazioa erabiltzen ikasiko dugu!
Iraupena:
30 minutu
Taldekatzea:
2 edo 3 pertsona
Lehenik, Google-ren Science Journal aplikazioa erabiltzen ikasiko dugu. Taldeka egingo dugu lan.
Aplikazioaren azelerometroa ireki, eta telefonoa mahai baten gainean jarriko dugu, pantaila gora begira. Grabatzeko botoia sakatu, eta telefonoa aurrerantz bultzatuko dugu, pixka bat(telefonoaren «goiko alderantz»); ondoren, grabazioa geratzeko botoia sakatuko dugu.
Zer ikusten dugu grafikoan?
Gure grafikoak behekoaren antzekoa izan behar du:
Science Journal de Google Play. Azelerometroak jasotako datuak telefonoa gainazal lau batean bultzatzerakoan.(Jabari publikoa)
Azal dezakezu zer ikusten duzun?
Gure autoa eraikitzen
Iraupena:
1 ordu
Taldekatzea:
3 edo 4 pertsona
Behin ikasita aplikazioaren azelerometroa nola erabiltzen den, zuzenean neurtuko dugu eskuz bultzatutako auto baten azelerazioa. Horretarako, gure autoa eraikiko dugu.
Adibidez, auto honen gorputza kartoi mehez egindakoa da; ardatzak zurezko arkatzak dira, eta gurpilak, CDak.
Bastidorearen edo gorputzaren atalak: plastikozko botilak, kartoi uzkurtua, izozki-makilatxoak, etab.
Gurpilentzako objektu biribilak: CDak, botila-tapoiak, agortutako zinta-biribilkiak, etab.
Ardatzak egiteko objektuak: zurezko burruntziak, lastotxoak edo arkatzak, etab.
Bestelakoak: paperetarako klipak, karpetetarako klipak, zerrendak, gomak, etab.
Zinta / lekeda / guraizeak / grapagailua.
Google-ren Science Journal aplikazioa duen smartphone bat. Aplikazioa doan lor daiteke Google Play-ren bidez Android gailuetan (4.4 bertsioa edo berriagoak) edo App Store-ren bidez iOS gailuetan (iOS 9.3 edo berriagoak). Autoaren azelerazioa neurtzeko erabiltzen da. Aplikaziorik ezean, zinta metrikoa edo neurgailua eta kronometroa erabil daitezke. Hala, autoak guztira zer distantzia egiten duen neurtuko da eta batez besteko abiadura kalkulatuko da.
Autoa egiteko jarraibideak
Honako hau ziurtatu behar dugu:
Telefonoak gora begira egon behar du, pantaila erabili ahal izateko (adibidez, zinta edo gomak erabil daitezke telefonoa ondo tinkatzeko).
Telefonoak paralelo egon behar du zoruarekiko (hala, azelerometroak higidura horizontala soilik detektatuko du, eta ez, ordea, grabitatea).
Telefonoaren dimentsio luzeak (azelerometroaren «Y» norabidea, Science Journal aplikazioan) bat etorri behar du autoaren higiduraren norabidearekin.
Autoaren higidurak ahalik eta leunena izan behar du; horretarako, gurpilak ondo ardaztuta daudela eta euren artean paralelo daudela bermatu behar da.
Zer erlazio dago indarraren eta azelerazioaren artean?
Iraupena:
1 ordu
Taldekatzea:
3 edo 4 pertsona
Gure autoa eraiki ondoren, harekin esperimentuak egiteko unea da. Urrats hauek eman beharko ditugu:
Telefonoa autoaren gainean jarriko dugu. Telefonoa zoruarekiko paralelo dagoela eta pantaila gora begira dagoela bermatuko dugu.
2
Azelerometroa ireki, eta grabatzeko botoia sakatuko dugu.
3
Autoari bultzada txiki bat emango diogu (metro bat baino gutxiago mugitzeko).
4
Grabazioa geratuko dugu.
5
Azelerazioaren gehieneko balioa zein den begiratuko dugu (aplikazioan agertzen da automatikoki). Balioa esperimentuaren emaitzen taulan jasoko dugu.
Gehieneko azelerazioa (m/s2)
Bultzada
1. saiakera
2. saiakera
3. saiakera
Batezbestekoa
Txikia
Ertaina
Handia
6
Hiru aldiz errepikatuko dugu indar berdinarekin, eta batezbestekoa aterako dugu.
7
Esperimentua berriz egingo dugu, baina, oraingoan, bultzada ertaina emanez (pare bat metro mugitzeko).
8
Azkenik, prozesua errepikatuko dugu, baina, oraingo honetan, bultzada handia emanez (eman autoari bultzada ahalik eta handiena, ezeren aurka talka egin gabe).
Nola egingo genuke SCIENCE JOURNAL gabe?
Prozedura berari jarraituko diogu, baina, Science Journal erabili beharrean, erregela edo zinta metriko bat erabiliko dugu automobilak egiten duen distantzia neurtzeko: hasierako posiziotik autoa erabat geratu arte. Horrekin batera, kronometro bat erabiliko dugu denbora neurtzeko: autoa bultzatzen denetik erabat geratu arte.
Urrats hauei jarraitu behar diegu:
1
Zintarekin neurtuko dugu autoak egindako distantzia, eta kronometroarekin, denbora. Autoaren batez besteko abiadura kalkulatuko dugu, ekuazio honen bidez: v batez bestekoa=d guztizkoa / t guztizkoa
«v batez bestekoa»: batez besteko abiadura, metro zati segundotan (m/s) «d guztizkoa»: guztira egindako distantzia, metrotan (m) «t guztizkoa»: guztira igaro den denbora, segundotan (s) Gogoan izan behar dugu batez besteko abiadura distantzia osoan egin den abiaduraren batezbestekoa dela. Automobilaren aldiuneko abiadura, ordea, automobila mugitu ahala aldatzen da. Hasierako abiadura «zero» da; automobilak aurrera egin ahala positibo bilakatzen da; azkenik, autoa geratzen denean, «zerora» itzultzen da.
2
Batez besteko azelerazioa kalkulatzeko, azelerazioaren definizioa gogoratu behar dugu: abiadura-aldaketa zati denbora-aldaketa.
a= ∆ v/ ∆ t
Autoaren hasierako eta amaierako abiadura «zero» da; beraz, batez besteko azelerazioa «zero» da.
Orduan, nola erabil dezakegu eskura dugun informazioa saiakera bakoitzaren azelerazioak alderatzeko? Hona hemen modu bat: autoaren aldiuneko abiadura eta autoaren batez besteko abiadura noiz berdintzen diren ondoriozta dezakegu, adibidez, hasieratik amaierara arte igarotzen den denboraren erdian (t guztizkoa/ 2).
Jakin badakigu autoaren hasierako abiadura «zero» dela; beraz, denbora-tarte horretan batez besteko abiadurara heltzeko behar den azelerazioa kalkula dezakegu, ekuazio honekin:
a = v batez bestekoa /1/2 t guztizkoa
«a»: abiadura baliokidea, metro zati segundo karratutan (m/s 2 ) «v batez bestekoa»: batez besteko abiadura, metro zati segundotan (m/s) «t guztizkoa»: guztira igaro den denbora, segundotan (s) Ekuazio honekin, azelerazio-balio bat lortuko dugu saiakera bakoitzerako.
Gogoan izan behar dugu azelerazio hori eta Science Journal aplikaziorekin erregistratu dugun gehieneko azelerazioa ez direla berdin-berdinak izango, baina joera berbera antzemango dugu.
Ondorioak
Zer joera ikusten dugu gure datuetan? Erlaziorik ikus dezakegu indarraren eta azelerazioaren artean?
Beste zer aldagaik hartzen du garrantzia Newtonen bigarren legean? Aldatu al da balio hori gure esperimentuan?
Talde bakoitzak bere autoa eta ikerketaren emaitzak aurkeztuko dizkie ikaskide guztiei.
1. . Imajinatu liburu-kaxa astun bat lurrean zehar irristatzen ari zarela. Lagun bati laguntza eskatzen diozu eta berak bultza egiten dio zure kutxari norabide berean. Kutxaren azelerazioa:
Handitu egiten da
Murriztu egiten da
Berdin jarraitzen du
Zero bihurtzen da
2. Imajinatu erosketa-orga huts bat bultzatzen ari zarela. Norbaitek esne-botila batzuk jartzen ditu erosketa-organ. Gero gurditxoa bultzatzen du, gurditxo hutsa bultzatzeko erabili zuen indar berarekin. Hau izango da orgaren azelerazioa:
Handiagoa
Txikia
Berdina
Zero izango da
3. Imajinatu zure autoa ahal bezain gogor bultzatzen ari zarela. Idatzi gutxienez autoan egin dezakezun aldaketa bat, edo urrutiago joan dadin.
4.Grafiko honek Science Journalekin erregistratutako datuak erakusten ditu, mahai lau batean zehar telefono bat bultzatzen duzun bitartean (y helbide positiboan, telefonoaren goiko aldera). Markatu zirkulu batekin grafikoaren zein zatitan azeleratu zen telefonoa (haren abiadura handitu egin zen).
5. S Objektu baten masa aldatzen ez bada, marraztu lerro bat grafiko honetan indarraren eta azelerazioaren arteko erlazioa erakusteko.
Ebaluazioa eta hausnarketa
Behin zeregina amaituta, une aproposa da hausnarketa egiteko gure ikaskuntza-egunerokoan. Hona iradokizun batzuk:
