Kuidas teha batuudil matemaatilisi või füüsikakatseid?

Matemaatika- või füüsikakatsete läbiviimine batuudil on lõbus ja dünaamiline viis õppimise interaktiivsemaks ja intuitiivsemaks muutmiseks. Mängu ühendamine õppimisega on tõhus viis mõistmise suurendamiseks. Kui teil on kodus batuut või kui see on koolis olemas, siis soovitame lapsevanematel või õpetajatel juhendada lapsi batuudil mõne huvitava katse tegemisel. Allpool tutvustame mõningaid matemaatika- või füüsikakatseid, mida saab teha batuudil.

1. Põrke kõrguse ja aja mõõtmine

See katse sobib ideaalselt õpetajatele lastega läbiviimiseks. Eesmärk on uurida seost gravitatsiooni, potentsiaalse energia ja kineetilise energia vahel ning mõõta põrke kõrgust. Selle katse jaoks vajate kõrguse mõõtmise tööriista (nt mõõdulint) ja taimerit (nt telefoni stopperi funktsiooni).

Menetlus:

Rekordeeri põrkeaeg: Laske ühel inimesel seista batuudil ja alustama hüppamist paigal, samal ajal kui teine ​​inimene kasutab stopperit, et registreerida aega stardist maandumiseni. Keskmise tulemuse saamiseks korrake mitu korda.

Mõõtke maksimaalne kõrgus: Laske vaatlejal seista batuudi kõrvale ja registreerima hüppaja kõrgus hüppe tipus.

Arvutage energia: mõõdetud andmete abil arvutage potentsiaalne energia (Ep=mgh) ja kineetiline energia (Ek=1/2 mv²). Saate täiendavalt uurida kineetilise ja potentsiaalse energia vahelist muundust.

2. Elastsusteguri katse

Selle katse eesmärk on uurida batuudi materjali elastsustegurit. Teil on vaja teadaoleva massiga esemeid (nt liivakotte või kummipalle) ja mõõteriistu.

Menetlus:

Laske batuudile samal kõrgusel erinevad massid ja mõõtke nende tagasilöögi kõrgus. Keskmise tulemuse saamiseks võite teha mitu katset. Lõpuks kasutage kogutud andmeid elastsuskoefitsiendi arvutamiseks, mida saab arvutada objekti kukkumiskõrguse ja tagasilöögi kõrguse võrdlemisel. Elastsuskoefitsienti E saab väljendada järgmiselt: E=tagasilöögi kõrgus / algkõrgus.

3. Lihtne harmoonilise liikumise ja lainekatse

Selle katse eesmärk on uurida lihtsa harmoonilise liikumise ja lainete põhimõisteid.

Menetlus:

Lihtne harmooniline liikumine: Lase õpilasel hüpata ühtlase kiiruse ja sagedusega üles-alla, jälgida ja salvestada hüppeperioodi. Arutage lihtsa harmoonilise liikumise omadusi, näiteks perioodi, amplituudi ja sageduse vahelist seost.

Laine levik: looge batuudil laineid, lastes ühel inimesel batuudi ühes otsas kiiresti üles-alla hüpata. Jälgige muutusi batuudi pinnas ja kuidas lained üle selle levivad ning arutlege selliste omaduste üle nagu lainepikkus, sagedus ja lainekiirus.

4. Massi ja tasakaalu katse keskus

See katse uurib seost massikeskme ja tasakaalu vahel. Mõista massikeskme mõistet ja viia läbi tasakaalukatse.

Menetlus:

Massikontseptsiooni keskus: Laske ühel inimesel seista batuudil erinevates kohtades ja jälgige, kuidas need mõjutavad batuudi kuju ja liikumist. Kui kaks inimest seisavad eri asendites, jälgige, kuidas nad ühiselt batuudi deformatsiooni mõjutavad.

Tasakaalu katse: Laske ühel inimesel seista batuudi keskel, samal ajal kui teine ​​üritab seista selle ümber erinevates asendites. Jälgige, kuidas tasakaal säilib või rikutakse. Arutage, kuidas massikeskme asend mõjutab süsteemi stabiilsust.

5. Kokkupõrkekatse

Selle katse eesmärk on uurida impulsi jäävuse seadust. Saate valmistada kaks sama massiga eset, näiteks tahked pallid või liivakotid. Laske kahel inimesel seista batuudi vastasotstes, mõlemal käes pall, seejärel hüpata korraga ja panna pallid õhus kokku põrkuma. Jälgige pallide suuna ja kiiruse muutusi enne ja pärast kokkupõrget. Lõpuks arutage impulsi muutusi enne ja pärast kokkupõrget vastavalt impulsi jäävuse seadusele, eriti kuidas impulss muutub erinevate põrkenurkade korral.

Ettevaatusabinõud

Ohutus ennekõike: Veenduge, et kõik osalejad kannaksid kaitsevarustust ja et täiskasvanud jälgiksid neid katseid.

Täpsus: Batuudi elastsuse tõttu võivad katseandmeid mõjutada keskkond ja osalejad, seega on täpsete andmete saamiseks vaja mitut mõõtmist.

Interaktiivsus: need katsed sobivad hästi meeskonnatööks, võimaldades õpilastel katse ajal koostööd teha, mis suurendab õppimise lõbusust ja interaktiivsust.

Nende katsete kaudu saavad õpilased mitte ainult kogeda füüsika ja matemaatika põhimõtteid vahetult, vaid ka süvendada oma arusaamist dünaamilises keskkonnas. See aitab neil ühendada teoreetilised teadmised reaalsete rakendustega.