Anden lov om bevægelseseksperimenter

Sir Isaac Newtons anden lov om bevægelse siger, at den kraft, der udøves af et bevægende objekt, er lig med dets massetider, er accelerationen i den retning, hvorfra den skubbes, angivet som formlen F = ma. Fordi kraft er proportional med masse og acceleration, fordobler enten massen eller accelerationen, mens den forlader den anden konstant, det dobbelte af kraften; Effekten stiger, når en genstand med konstant vægt er underkastet større acceleration. Du kan udforske flere forskellige eksperimenter, der demonstrerer dette princip.

Crater Experiment

Saml en sten og et wadded stykke papir. Fordi tyngdekraftens acceleration er konstant, falder alle objekter i samme hastighed uanset deres masse. Test denne lov ved at droppe begge varer samtidigt og se dem falde i samme hastighed. Placer nu en skål fyldt med pulveriseret sukker eller mel under klippen, og slip det fra en fast højde ind i pulveret. Sæt skålen på siden, pas på at du ikke forstyrrer pulveret i den. Sæt papirbolden fra samme højde i en skål med samme mængde af samme pulver. Sammenlign kratrene i pulveret skabt af hver påvirkning. Fordi accelerationen var konstant, viser forskellen i størrelse mellem krateret lavet af klippen og den, der er lavet af papiret, at en stigning i masse direkte øger kraftens kraft i melet.

Softball Experiment

Skru et øje i en softball og en anden ind i spidsen på en dørramme. Hæng softballen fra dørkarmen med et stykke snor fastgjort gennem øjenlågene, så det hænger et par centimeter over gulvet. Markér stedet direkte under softballens hvilestilling. Flyt den hængende softball og læg en anden softball på det markerede sted. Træk den hængende softball tilbage, så det er tre meter fra jorden og slip det, så det svinger og rammer softballen på gulvet. Mål afstanden, softballen på gulvet rejser. Gentag eksperimentet ved at erstatte en plastikbue til softballen på gulvet og måle, hvor langt det ruller efter slag. Dette eksperiment illustrerer, at når kraften holdes konstant, er accelerationen større i objekter med mindre masse.

Hot Wheels Experiment

Konstruer en simpel rampe 18 inches høj og omkring 24 inches lang med et stykke af tynd krydsfiner og mursten. Placer en legetøjsbil på toppen af ​​rampen. Slip det og måle, hvor langt det ruller. Tape to metalskiver til bilen, slip det fra rampen og måle, hvor langt det ruller. Gentag eksperimentet med fem skiver tappet til toppen af ​​bilen. Dette eksperiment viser, at når massen øges med tyngdekraftens konstante acceleration, øges kraften, der skubber bilen langs gulvet, hvilket gør tyngre biler mere kørende.

Wagon and String

Få et barnevogn, noget lys bomuldstreng eller tråd og to eller tre små frivillige. Bind snoren rundt vognhåndtaget og lad 2 eller 3 fod snor hænge ud af håndtaget for at trække med. Begynd med en tom vogn. På fladt, jævn jord som en fortovet, og fra en stående start, træk strengen, indtil du når en behagelig ganghastighed. Bemærk den indsats, der kræves for at trække vognen. Dernæst skal en af ​​dine frivillige sidde i vognen og igen trække strengen, indtil du når ganghastighed. Bemærk den nødvendige indsats for at trække vognen. Strengen kan kun tage en lille smule kraft før den går i stykker; jo flere ryttere i din vogn, jo mere kraft har du brug for at trække det, indtil du går forbi snorens brydepunkt. Med dette eksperiment er accelerationen omtrent den samme hver gang, men du skal trække med mere kraft på grund af den ekstra masse af hver ny passager. Hvor mange passagerer kan du trække før strengen går i stykker?