鐘攞與滾珠

出自 全民科學平台
於 2022年7月24日 (日) 13:00 由 邱彩瑄 (對話 | 貢獻) 所做的修訂 (活動說明)
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原始設計者:陳亮洲

簡介:

操作滾珠實驗器材、牛頓擺…等,說明加速度、時間變化量、速度變化量、重力…等概念。


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活動說明

目的

原理

擺的等時性,以及週期運動。

活動一:

場地

  • 在室內進行課程,需準備桌椅

材料準備

  • 單擺 一組
  • 滾珠實驗器材 一副

活動流程

重現伽利略的鐘擺與滾珠實驗,並讓孩子嘗試 鐘擺的高度為何來回高度差不多,珠子在大碗中的滾動,來回高度差不多? 將過程引導至加速度、時間變化量、速度變化量、重力

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活動二:動著恆動靜著恆靜

場地

材料準備

活動流程

拿出牛頓擺,讓同學觀察牛頓擺的運作過程,1顆、2顆、3顆球的狀態 牛頓擺的運作原理? 在過程中,延伸伽利略的實驗,討論兩者間的相同之處(位能與動能的互換)

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探究問題

牛頓擺中,為何拿起第一顆球放開後,只有最後一顆球會往上擺

Ans: 可以一次看兩顆,第一顆球與第二顆球質量相同,因此彈性碰撞之後速度會交換(v1=v,v2=0變成v1=0,v2=v)。接著同理,v2又變成0而v3變成v...直到最後一顆球以速度v彈起為止。

如果牛頓擺失敗,可能的原因有哪些?

Ans:
  • 線的長度不同,小球無法互相擊中質心。
  • 小球之間質量不相同

在碗裡放滾珠,為何來回高度差不多?甚麼原因導致高度有差?

Ans: 珠子的能量前後接近守恆。滾動時無法避免的摩擦力導致能量損耗。