Tasapainotuskolikot
Rakenna tasapainotorni ja katso, kuinka se kaatuu, kun sen päälle laittaa yhden pienen pennin. Mikä saa tornin romahtamaan? Ota selvää tästä tiedeprojektista, jossa tutkitaan tasapainoa ja liikettä.
mitä tarvitset:
- puun tai muovin viivoitin
- tussi tai korostus
- pennejä tai pieniä painoja
mitä teet:
- Aseta tussi tai lyijykynä tukevalle alustalle (kuten pöydälle tai työpöydälle) niin, että se seisoo korkealla.
- Etsi hallitsijan keskimmäinen. Katso, kuinka pitkä hallitsija on, ja jaa sitten tuo luku 2: lla löytääksesi keskipisteen. Jos käytät 12 tuuman viivoitin, keskus olisi 6 tuumaa.
- aseta viivoitin varovasti tasaiseksi Tussin päälle. Aseta viivoittimen keskipiste aivan Tussin pään päälle.
- laski pennin tornin huipulle viivoittimen keskelle.
- jatka kolikoiden lisäämistä torniin – pidä penniä kummassakin kädessä ja laske hitaasti penni yhtä aikaa viivoittimen kumpaankin päähän.
- yritä laskea penni vain viivoittimen toiseen päähän. Mitä tornille tapahtuu?
mitä tapahtui:
mikä saa tornin kaatumaan? Painovoima on voima, joka vetää koko ajan. Kun lasket kupin vettä pöydälle, se pysyy siellä, koska painovoima vetää sen alas. Trampoliinilla hypätessä tulee painovoiman takia takaisin alas. Kun tornin kummallekin sivulle laitettiin yhtä suuret painot, se oli tasapainoinen ja tasainen kummallekin puolelle. Se on vähän kuin see-saw, kun päät ovat tasapainossa ja vain jalat koskettavat maata. Kun tornin kummallakin puolella oli yhtä suuret painot, painovoima veti alas yhtä suurella voimalla kummallakin puolella, joten se pysyi tasapainossa. Kun asetit kolikon vain yhdelle puolelle eikä toiselle, painovoima veti että kolikon (koska painovoima on voima, joka on aina vetämällä) ja torni ei edes ollut enää. Se ei enää tasapainoillut ilmassa,joten se kaatui. Tuon yhden kolikon vetäminen aiheutti sen, että hallitsija vedettiin alas, jolloin torni romahti. Pienikin kolikko voi saada aikaan suuren liikkeen, koska painovoima vetää sitä voimakkaasti.
Uskotko, että pystyt rakentamaan paremman tasapainotornin? Yritä rakentaa se korkeammalle käyttäen tusseja päällekkäin. Luuletko, että voisit rakentaa saman tornin käyttämällä uutta kynää (jonka pää on ehjä) ja viivoitinta? Entä jos käyttäisit penniäkään kevyempää painoa (esimerkiksi kukan terälehteä, paperilappua tai paperinpalasta), uskoisitko tornin silti kaatuvan? Kokeile.
Swing Science
tähän projektiin tarvitset apua ystävältä. Oletko koskaan ajatellut voimia, jotka aiheuttavat liikettä, kun olet leikkikentällä? Liukumäki, palomiehen tanko, renkaiden keinu ja karuselli ovat kaikki esimerkkejä voimista. Keinusetin avulla, joko puistossa tai takapihalla, voit oppia lisää siitä, miten voimat toimivat ja mitä inertia tarkoittaa.
mitä tarvitset:
- sekuntikello tai ajastin
- kynä ja paperi
- Laskin
- keinu
- joku auttamaan
mitä teet:
- kerro auttajallesi aikovansa sekuntikellolla yhden minuutin – tasan 60 sekuntia – huitomisesta.
- pyydä auttajaasi vetämään takaisin keinu, jolla istut, ja päästä irti. Sitten auttaja käynnistää ajastimen heti, kun hän päästää irti keinusta.
- varo pumppaamasta jalkoja, vaan istu vain keinussa. Laske kuinka monta kertaa menet eteen ja sitten takaisin. Jokainen lyönti (edestakaisin) saa yhden laskun.
- kun minuutti on kulunut, pysäytä keinu ja ota kynä ja paperi esiin. Kirjoita ylös, montako lyöntiä laskit. Jaa sitten tämä luku sekuntimäärällä (60) laskimen avulla. Kirjoita uusi numero. Löysit taajuuden, tai heilahdusten määrän joka sekunti, tietyllä voimalla.
- Anna auttajasi kääntyä keinussa. Vedä keinu taakse ja päästä irti. Auttajien määrä heilahtaa, kun pidät aikaa. Etsi sitten taajuus. Kirjoita ylös löytämäsi numero ja kerro, mitä teit saadaksesi taajuuden.
- mitä tapahtuisi, jos lisättäisiin voimaa? Vedä keinu taaksepäin (tai pyydä auttajaasi vetämään) niin kauas taakse kuin pystyt ja työnnä sitä eteenpäin. Etsi taajuus ja kirjoita se ylös.
- kokeile nyt lisätä voimaa sen jälkeen, kun keinu on kerran työnnetty pumppaamalla jalkoja edestakaisin. Mikä on taajuus? Pyydä auttajaasi kokeilemaan ja muista tallentaa tulokset.
mitä tapahtui:
jonkun työntämä suora voima sai keinun liikkumaan edestakaisin. Kuuluisa tiedemies Isaac Newton tutki fysiikkaa keinun eli heilurin avulla. Heiluri heiluu edestakaisin yhä uudelleen, kunnes jokin pysäyttää sen tai hidastaa sitä. Newton keksi kolme liikelakia. Ensimmäinen liittyy keinuihin! Sitä kutsutaan inertiaksi (ih-ner-sha). Inertia tarkoittaa, että kun jokin on liikkeessä, se pysyy liikkeessä, mutta kun jokin pysäytetään, se ei liiku ennen kuin jokin muu (työntävä tai vetävä voima) liikuttaa sitä. Inertia tapahtuu keinussa, kun kumppanisi työntää sinua. Kun olet liikkeessä, jatkat matkaa kuin heiluri. Mieti, kummalla henkilöllä oli eniten heilahduksia-sinulla vai auttajallasi. Kumpi on isompi? Raskailla esineillä on enemmän hitautta kuin pienillä esineillä. Se tarkoittaa, että se voi vaatia enemmän voimaa saada suuri esine liikkuu, mutta kun se liikkuu se haluaa jatkaa ja on vaikeampi hidastaa kuin pienempi kappale.
Mitä tapahtui, kun lisää voimaa pumppaamalla jalkoja? Tämä liike auttoi sinua menemään korkeammalle ja nopeammin. Työnsit kroppasi eteen, kun keinu kulki eteenpäin, ja vedit takaisin, kun keinu meni taaksepäin. Työntäminen ja vetäminen toimi yhdessä liikkeessä olevan keinun työntämisen ja vetämisen kanssa niin, että heilahdit korkealla ilmassa.
tarvitsetko lisätietoja?
vieraile tällä tieteen tunnilla oppiaksesi lisää voimista.