Pelajaran Teach
Jatuh Bebas: mengukur g dan menguji kesan objek
Murid menggunakan makmal jauh Jatuh Bebas untuk menguji h lawan t^2, menganggarkan pecutan graviti dan menentukan keadaan bentuk objek mempengaruhi data sebenar.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Mengumpul bukti rujukan masa jatuh daripada makmal jauh Jatuh Bebas LabsLand.
Menggunakan h = 1/2 g t^2 untuk menganggarkan pecutan graviti daripada ketinggian dan masa.
Membandingkan siri ketinggian terkawal dengan perbandingan objek terkawal.
Menulis kesimpulan dakwaan-bukti-penaakulan yang membezakan model ideal, data sebenar dan ketidakpastian.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
Fahami penyiasatan
11 min
Dalam aktiviti ini, anda akan menggunakan makmal jauh sebenar. Makmal membolehkan anda memilih bola dan ketinggian pelepasan, memainkan rakaman jatuhan, kemudian memaparkan masa jatuh dalam saat. Tugas anda bukan mengukur ketinggian dalam video: ketinggian dipilih pada antara muka makmal dan masa disalin daripada hasil akhir.
Jatuh bebas ialah kajian gerakan objek yang jatuh akibat graviti. Dalam model ideal, rintangan udara diabaikan. Dalam makmal sebenar, rintangan udara dan bentuk objek boleh memberikan sedikit kesan, terutamanya pada objek yang besar atau ringan.
Kosa kata yang akan digunakan:
- Ketinggian (h): jarak menegak yang dipilih dalam makmal, dalam meter.
- Masa jatuh (t): masa yang dipaparkan oleh makmal selepas jatuhan, dalam saat.
- Graviti (g): anggaran pecutan objek yang jatuh berhampiran Bumi; biasanya hampir 9.8 m/s^2.
- Rintangan udara: daya udara yang menentang gerakan; daya ini boleh menyebabkan sesetengah objek mengambil masa lebih lama.
- Pemboleh ubah dimanipulasikan: perkara yang sengaja anda ubah.
- Pemboleh ubah bergerak balas: perkara yang anda ukur atau rekod.
- Pemboleh ubah dimalarkan: perkara yang anda kekalkan supaya perbandingan adalah adil.
Model dan pemboleh ubah
Model yang akan digunakan
h = \frac{1}{2}gt^2 \quad\Rightarrow\quad g = \frac{2h}{t^2}
Jika dua jatuhan menggunakan bola yang sama dan satu daripadanya bermula pada ketinggian yang lebih tinggi, apakah yang sepatutnya berlaku kepada masa jatuh dalam model jatuh bebas ideal?
Jawab dalam 2 atau 3 ayat. Terangkan mengapa ketinggian dan objek tidak wajar diubah pada masa yang sama. Gunakan istilah pemboleh ubah dimanipulasikan, pemboleh ubah bergerak balas dan pemboleh ubah dimalarkan.
Buka makmal daripada TEACH
12 min
Aliran kerja makmal jauh
Rancangan enam larian
Makmal ialah sumber bukti utama. Buka makmal melalui butang dalam aktiviti ini, bukan melalui halaman luar. Bagi setiap larian, pilih satu konfigurasi, biarkan jatuhan selesai, kemudian salin satu masa akhir ke dalam jadual bukti pada bahagian seterusnya.
Anda akan melengkapkan dua perbandingan:
1. Siri ketinggian: bola logam yang sama pada 1.10 m, 1.20 m dan 1.30 m.
2. Perbandingan objek: ketinggian yang sama, 1.10 m, dengan bola logam, bola kuning, bola golf putih dan bola berongga besar.
Bola logam pada 1.10 m digunakan dalam kedua-dua perbandingan, jadi anda memerlukan enam baris kesemuanya.
Laluan ms-MY kini memaparkan antara muka makmal dalam bahasa Inggeris. Padankan nama berikut ketika membuat konfigurasi: bola logam = Metal ball, bola kuning = Yellow ball, bola golf putih = White golf ball, dan bola berongga besar = Big hollow ball. Butang pilihan mungkin memaparkan kekunci wid.choice-card.select atau wid.choice-card.selected; pilih kad objek dan gunakan pilihan ketinggian 1.1m, 1.2m atau 1.3m.
Buka makmal Jatuh Bebas
Buka makmal Jatuh Bebas daripada TEACH.
Dalam 2 - Configuration, pilih kad bola di bawah Choose object, kemudian pilih ketinggian di bawah Choose height.
Tekan Start measurement. Dalam 3 - Observation, tekan Start untuk memainkan rakaman.
Apabila eksperimen selesai, salin masa jatuh yang dipaparkan oleh makmal ke dalam baris sepadan dalam jadual data.
Kembali ke konfigurasi dan jalankan baris seterusnya.
Jika TEACH tidak membuka makmal atau sesi tidak menawarkan konfigurasi berlesen yang diperlukan, hentikan bahagian makmal dan beritahu guru. Jangan gunakan halaman luar atau mod akses lain untuk melengkapkan aktiviti ini.
Rancangan manakah paling sesuai untuk menguji sama ada pilihan objek memberikan kesan?
Jawab sebagai senarai enam baris. Bagi setiap baris, tulis objek, ketinggian, dan sama ada baris itu termasuk dalam siri ketinggian, perbandingan objek atau kedua-duanya.
Rekod dan proses data
15 min
Sebelum melengkapkan jadual, salin hanya masa akhir yang dipaparkan oleh makmal bagi setiap larian. Jangan kira jarak daripada video. Dalam setiap baris:
- Objek, jisim dan ketinggian menerangkan konfigurasi.
- Masa jatuh disalin daripada hasil akhir makmal, dalam saat.
- t^2 dikira dengan mendarabkan masa dengan masa itu sendiri.
- Anggaran g dikira menggunakan g = 2h/t^2.
Jadual bukti jatuh bebas
Lengkapkan satu baris bagi setiap konfigurasi. Kekalkan unit: meter, saat, saat kuasa dua dan meter per saat kuasa dua. Bundarkan t^2 dan g kepada 2 atau 3 tempat perpuluhan.
| Objek | Jisim g | Ketinggian m | Masa jatuh s | t^2 s^2 | Anggaran g m/s^2 | Tujuan |
|---|---|---|---|---|---|---|
Jawab dalam satu ayat pendek. Apakah unit ketinggian dan masa yang mesti digunakan sebelum anda mengira g dalam m/s^2?
Tulis hanya anggaran g bagi satu baris jadual, termasuk unit.
Terangkan pengiraan bagi anggaran di atas. Sertakan baris yang digunakan, pengiraan t^2, penggantian dalam g = 2h/t^2, dan unit akhir.
Cari pola dalam data
10 min
Sebelum menjawab, asingkan dua perbandingan. Untuk siri ketinggian, gunakan hanya tiga baris bola logam. Untuk perbandingan objek, gunakan hanya empat baris pada 1.10 m.
Tulis tiga pasangan data bagi graf ketinggian lawan t^2 dengan menggunakan hanya baris bola logam. Gunakan format (t^2, h) dan jangan masukkan ukuran yang diambil daripada video.
Jawab dalam 3 atau 4 ayat dan petik sekurang-kurangnya dua baris angka. Adakah siri ketinggian bola logam menyokong secara anggaran bahawa h bertambah dengan t^2?
Jawab dalam 3 atau 4 ayat. Pada 1.10 m, bandingkan empat objek menggunakan masa jatuh atau anggaran g. Objek manakah paling menyimpang, dan apakah penjelasan fizikal yang mungkin melibatkan rintangan udara, bentuk, saiz atau ketidakpastian?
Buat dakwaan saintifik
9 min
Jika masa jatuh diukur terlalu pendek, apakah yang berlaku kepada g = 2h/t^2?
Tulis kesimpulan 6 hingga 8 ayat dalam format dakwaan, bukti dan penaakulan. Sertakan anggaran g, dua titik data berangka daripada jadual anda, perbandingan antara objek pada ketinggian yang sama, dan satu batasan. Jangan mendakwa bahawa aktiviti ini membuktikan secara tepat bahawa jisim mengubah atau tidak mengubah graviti.
Perbincangan atau lanjutan
8 min
Jawapan pilihan dalam 2 atau 3 ayat. Jika anda mempunyai lebih banyak masa makmal, ulangan atau konfigurasi tambahan apakah yang dapat memperkukuh kesimpulan anda? Terangkan ketidakpastian yang akan dikurangkan atau idea yang akan diuji.