Jazda pod górę

Cel doświadczenia:

Doświadczenie nie wymaga zbyt dużo pracy wykonawczej w porównaniu z zaskakującym na pozór efektem poruszania się ciała pod górę. Eksperyment daje możliwość dokonania kilku zmian warunków początkowych i sprawdzenia jak one wpływają na efekt końcowy.

Dziedzina:

Data publikacji:

2019-05-28

Autor:

Małgorzata Więcław

Problem do rozwiązania

Celem doświadczenia jest pokazanie i wyjaśnienie poruszania  się „w górę”
podwójnego stożka po dwóch szynach ułożonych pod odpowiednim kątem i nachylonych do poziomu.

Spis materiałów

  1. tektura
  2. dwie listewki
  3. dwa klocki
  4. taśma klejąca
  5. poziomica

Etapy przeprowadzania doświadczenia

  • Dwie identyczne listewki o wysokości około 6-8 cm i długości 70-80 cm połącz
    w wierzchołku taśmą klejącą, zawiasem lub paskiem, w ten sposób, żeby swobodnie zmieniać kąt rozwarcia listewek.
  • Przygotuj dwa takie same klocki, o wysokości około 4 cm w celu uniesienia ramion wykonanej wcześniej konstrukcji z listewek.
  • Z brystolu wykonaj dwa stożki i sklej je podstawami z wykorzystaniem taśmy klejącej. Promień podstawy stożka powinien wynosić około 5 cm, a wysokość 15 cm.
  • Połóż podwójny stożek blisko wierzchołka zbudowanej z listewek równi pochyłej i obserwuj jego ruch.

Pytania do doświadczenia

  • Jakim ruchem porusza się podwójny stożek ?
  • Dlaczego podwójny stożek porusza się „pod górę”?
  • Czy inne bryły również będą poruszały się „pod górę”?
  • Jak wpływa kąt rozwarcia zbudowanej z listewek równi pochyłej na ruch badanych stożków?
  • Jak wpływa wysokość uniesienia ramion równi na ruch stożków?
  • Jak zachowają się podwójne stożki jeżeli będą wykonane z materiałów o innej masie, np. styropianu, plastiku, drewna..?
  • Jak do obserwowanej jazdy „pod górę” ma się zasada zachowania energii?

Opis zjawiska

Z zasady zachowania energii wynika, że całkowita energia mechaniczna ciała nie uległa zmianie, co najwyżej może się zamienić na inną formę energii, ale nigdy nie wzrośnie bez dostarczenia energii z zewnątrz. Stąd każde ciało samorzutnie, bez dodatkowej energii, zsuwa się z wyższego położenia do niższego. W przypadku bryły musimy obserwować wysokość środka masy (ciężkości). Rozpatrzmy dwa położenia naszej bryły. Gdy położymy ją tuż przy łączeniu listewek to opiera się ona prawie na środku, gdzie jest bardzo gruba i środek masy jest wysoko. Jeśli znajdzie się ona w okolicy rozwartych końców listewek to opiera się na swoich zwężonych końcach i środek masy znajduje się nisko.
Staczanie odbywa się więc od położenia, gdy środek ciężkości jest wyżej, do położenia, gdy środek ciężkości jest niżej, natomiast pochyłe listewki wprowadzają nas w błąd, sugerujący ruch zgodnie z nachyleniem listewek. Paradoks jest więc rozwiązany.

Ciekawostki

  • Eksperyment można pokazywać jako czarodziejską sztuczkę.
    Jeśli kąt rozwarcia jest mały to bryła opiera się bardzo blisko środka i rozwarcie listewek niewiele zmienia położenie środka masy.
  • Jeżeli dysponujemy podwójnymi stożkami wykonanymi z różnych materiałów to eksperyment jest dużo ciekawszy, gdyż wykazuje niezależność masy od ruchu bryły „pod górę”.
  • Warto poeksperymentować z innymi bryłami, np. walcem, kołem.

Powiązane doświadczenia

11.02.2020

Zagięta wieża

Problem do rozwiązania Duże ciężary wymagają mocnych podpór. Ale czy zawsze „mocne” konstrukcje muszą być duże i masywne? W tym doświadczeniu klubowicze sprawdzą, kiedy i dlaczego cienkie podpory są wystarczające do udźwignięcia obiektów o wielkiej masie. Wskazówki dla opiekuna Podczas doświadczenia można realizować elementy Podstawy Programowej wychowania przedszkolnego: Obszar...
05.09.2018

Chromatografia

Problem do rozwiązania Jakie kolory składają się na czarny kolor mazaka? Jak rozdzielić mieszaninę jednorodną taką jak tusz? Na jakiej zasadzie działa ta metoda? W tym doświadczeniu dokonasz obserwacji, które pomogą odpowiedzieć Ci na te pytania. Spis materiałów paski bibuły filtracyjnej ew. bibuły z filtru do kawy ocet lub alkohol...
05.09.2018

Gorące powietrze

Problem do rozwiązania Ludzie od dawna chcieli wzbijać się w przestworza. Mitologiczny Dedal i Iakr lecieli na skrzydłach, w XVIII wieku ludzie unieśli się w balonie, a już pod koniec XIX wieku pierwszy samolot wzbił się na całe 12 sekund. Weź udział w konstruowaniu maszyn latających może kolejny przełom w...
Wyszukiwanie
Klub Młodego Odkrywcy
Przegląd prywatności

Ta witryna korzysta z plików cookie, aby zapewnić użytkownikom jak najlepszą obsługę. Informacje o plikach cookie są przechowywane w przeglądarce i pełnią takie funkcje, jak rozpoznawanie użytkownika po powrocie na naszą stronę internetową i pomaganie naszemu zespołowi w zrozumieniu, które sekcje witryny są dla niego najbardziej interesujące i przydatne.