Kinematica vertegenwoordigt een tak van mechanica die de beweging beschrijft van objecten die werk, kracht, energie en zwaartekracht bepalen. De meeste wetenschapsprojecten die kinematica behandelen, werken binnen de natuurkunde en proberen de relatie van de beweging met krachten van buitenaf te bepalen. Experimenten breken wiskundig af wat er gebeurt, zelfs als de onderzoeker niet weet waarom het gebeurde.

Zwaartekracht en acceleratie

Galileo experimenteerde met zwaartekracht en wilde de versnelling als gevolg van de zwaartekracht berekenen. Bouw een gegroefde hellingbaan op elke gewenste lengte. Kies ballen die passen op de oprit die je hebt gebouwd, bij voorkeur metaal of een ander type met gewicht, niet lichtgewicht zoals tennisballen. Laat de ballen aan de bovenkant van de oprit los en keer hoe lang het duurt om naar de bodem te rollen. Met de groeven op de oprijplaat kunt u de hoogte aanpassen op het stuk dat de oprijplaat ophoudt. Herhaal elke hoogte van de oprit drie of meer keer voor statistische nauwkeurigheid. Voer het experiment ook uit met langere en kortere hellingen, zodat u een grondige hoeveelheid gegevens kunt bestuderen. Zet uw resultaten in een grafiek om de relatie te bepalen. Omdat dit experiment bestond vóór hightechapparaten, houdt het geen rekening met wrijving.

Snelheidsvideo

Een eenvoudig experiment met kinematica in een enkele dimensie bepaalt de snelheid van een wandelende persoon op basis van hoe lang de pas van die persoon is. Gebruik verschillende onderwerpen om te bepalen of mensen met een lange benen sneller lopen. Vergelijk de relatie van elke paslengte met de lengte van de benen. Als u mensen volgt, een stopwatch gebruikt om te bepalen hoe snel elk onderwerp loopt; zet uw resultaten in kaart. Eén as geeft de lengte van de pas weer en de andere geeft de snelheid van de persoon weer. Op het einde kun je zien of je kunt voorspellen hoe snel een persoon waarschijnlijk loopt op basis van de lengte van de benen of passen.

Vluchtfotografie

Onderzoek kinematica in twee dimensies. Het meten van balvlucht werkt om de wiskundige principes te laten zien tegenover de realiteit van het evenement. Het vergelijken van de daadwerkelijke vlucht van een honkbal- of voetbalbal om te zien of deze overeenkomt met zijn empirische traject helpt externe factoren zoals wind te bepalen. Maak een serie foto's van een persoon die een bal gooit of schopt. Meet de verandering in hoogte van frame tot frame om de baan van de bal te bepalen. Gebruik vervolgens de beginhoek en -snelheid om te bepalen wat het empirische traject zou moeten zijn. Vergelijk de resultaten om te zien hoe nauw de bal dat traject volgde. Als dat niet zo was, waarom niet?

Geluidsgolven

Hoe je geluid hoort hangt direct samen met hoe de golven door de lucht bewegen en hoe je oor de ruis interpreteert. Door de vibratie van verschillende materialen te testen, kunt u zien hoe de lengte van de golven rechtstreeks verband houdt met het geluid dat het artikel maakt. Dit kan gedaan worden door dingen te gebruiken zoals gitaarsnaren en stemvorken zodat het gemakkelijk is om de vibratie van het geluid te visualiseren. Je moet ook objecten bestuderen die niet echt trillen, hier zul je merken dat het ontbreken van voortdurende vibratie zorgt voor slechts een plotseling, kort geluid. Door de manier waarop de objecten trillen te vergelijken met de geluiden die de objecten maken, kunt u een grafiek maken van de invloed van de golflengte op het geluid dat u hoort.