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

19.06.2018

Góra lodowa

Problem do rozwiązania Czy topniejący lód spowoduje wylanie się wody ze szklanki?  Spis materiałów Szklanka Kostki lodu Naczynie z wodą Tacka Sól Etapy przeprowadzania doświadczenia Na tacce postaw szklankę. Wlej do szklanki trochę wody. Włóż do szklanki z wodą kostki lodu. Dolej wody po same brzegi. Obserwuj, co się...
21.10.2019

Karmelowa wróżba

Problem do rozwiązania Klubowicze pod nadzorem opiekuna odkrywają właściwości cukru, robiąc lizaki z karmelizowanego cukru. Każdy z nich sam wylewa masę karmelową na papier do pieczenia, nadając wyjątkowe kształty stworzonym przez siebie lizakom. Co przypominają swoją formą smakołyki? To już zależy od wyobraźni klubowiczów. Może to być wróżba na przyszłość.
19.06.2018

Czy wszystkie ptaki latają?

Problem do rozwiązania Jaki kształt powinno mieć skrzydło ptaka, żeby unieść go w powietrze? Co to znaczy, że coś ma „opływowy kształt”? Spis materiałów słomka tasiemka pusty karton (po mleku, soku) jajko dwie kartki Etapy przeprowadzania doświadczenia Przyklej tasiemkę do końca słomki Dmuchnij przez słomkę- tasiemka powinna łopotać Dmuchnij przez...
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.