Het verband tussen massa en de afstand die een bal aflegt wanneer hij wordt losgelaten van een helling, onthult een belangrijk feit over de zwaartekracht en hoe het werkt. Het project is een geweldige manier om het verband tussen zwaartekracht en massa te illustreren en kan worden opgezet in een klaslokaal of thuis. Rollende ballen van verschillende massa's langs een verhoogde helling onthullen het effect van massa op de afgelegde afstand. Dit eenvoudige project biedt ook een handige inleiding tot het ontwerpen van wetenschappelijke experimenten, dus de variabele die u overweegt is de enige die de resultaten beïnvloedt. Als je op zoek bent naar een verhelderend maar toch eenvoudig wetenschappelijk project, is het onderzoeken van het effect van massa op de afstand die een bal aflegt een fantastische keuze.

Stap 1: het experiment opzetten

Instellen het experiment door een kant van je helling op te tillen. Snijd je inpakpapier in de lengte doormidden met je schaar om een ​​lange U-vormige baan voor je ballen te maken. Stapel je studieboeken (of plaats je andere object) op de plek die je hebt gekozen voor het begin van je oprit. Zorg dat je voldoende ruimte hebt voor de oprit zodat de ballen kunnen rollen en tot stilstand kunnen komen.

Als je niet veel ruimte hebt, kun je een beker of een kleine kartonnen doos plaatsen aan de voet van de oprit, met de opening naar de oprit gericht, zodat deze de bal vangt nadat deze is afgerold. De beker of doos vermindert de afgelegde afstand aanzienlijk, maar de bal zal hem nog steeds verplaatsen. U kunt ook de hoogte van uw oprit verlagen om de reisafstand te verminderen.

Tenslotte moet u de afstand meten die de bal aflegt. De eenvoudigste manier om dit te doen is met meetlint. U kunt gewoon wachten tot de bal (of beker /doos) stopt en vervolgens de afstand van de onderkant van de oprit tot de uiteindelijke rustplaats meten. U kunt ook een meterliniaal gebruiken om een ​​reeks van 1 meter stappen vanaf de basis van de helling te markeren en vervolgens een preciezere meting later maken met behulp van de liniaal en uw bestaande markeringen.

Stap 2: Meet de massa van je ballen -

Meet de massa van je ballen om je te helpen bij het interpreteren van je resultaten. Het is cruciaal dat je een set ballen hebt (drie of meer) met verschillende massa's. Als je dit niet precies kunt doen, is het belangrijkste dat je ze kunt rangschikken van licht naar zwaar, maar als je een set keukenweegschalen hebt, meet je hun precieze massa's en noteer je ze.

Stap 3: neem je metingen op -

Rol elke bal meerdere keren de helling af en noteer hoe ver hij van de basis van de oprit afreist. Het nemen van drie of meer metingen van elk geeft een betrouwbaarder resultaat. Voer uw metingen zo nauwkeurig mogelijk uit, maar herhaal elke test meerdere keren om de impact van eventuele fouten te minimaliseren. Voeg voor elke bal de individuele metingen samen toe en deel door het aantal metingen om het gemiddelde te vinden. Doorloop dit proces voor elk van je ballen en noteer de regels in een notitieblok.

Stap 4: Je resultaten interpreteren

De resultaten moeten aantonen dat de zwaarste bal het verst weggaat voordat hij stopt. Dit komt omdat de zwaartekracht afhankelijk is van de massa van het object dat wordt getrokken. De zwaartekracht trekt de ballen langs de helling en de zwaartekracht is groter bij objecten met een grotere massa. De extra kracht op de grotere bal betekent dat deze meer energie heeft wanneer hij de bodem van de oprit bereikt en dus meer reist voordat hij stopt.

De kracht van wrijving (tussen de bal en de grond) vertraagt ​​uiteindelijk de bal tot stilstand. Wrijving hangt ook af van de massa van het object, maar de link tussen massa en versnelling zoals getoond door de tweede wet van Newton betekent ook dat er meer kracht nodig is om een ​​groter object te vertragen. Zorg ervoor dat je identieke ballen gebruikt (op alle mogelijke manieren) en laat ze van dezelfde hoogte los. Zorg er ook voor dat ze tijdens hun reis hetzelfde materiaal gebruiken en dat deze effecten moeten worden opgeheven. Een object dat twee keer zo zwaar is, moet ongeveer twee keer zo ver rollen voordat het stopt.

Daarom is goed experimenteel ontwerp belangrijk omdat andere verschillen tussen de tests van invloed kunnen zijn op uw resultaten. Idealiter zou het enige verschil tussen uw tests de massa van de bal moeten zijn.