Ένα πείραμα για να απομονώσει το κέντρο βάρους;

Πείραμα:Εύρεση του κέντρου βάρους ενός ακανόνιστου αντικειμένου

Αυτό το πείραμα καταδεικνύει την έννοια του κέντρου βάρους και τον τρόπο με τον οποίο σχετίζεται με την ισορροπία.

Υλικά:

* Ακανόνιστο αντικείμενο (π.χ. ένα κομμάτι χαρτόνι, ένα ξύλινο μπλοκ με ανομοιογενές σχήμα, μεταλλικό αντικείμενο)

* String

* Κυβερνήτης

* Μολύβι

* Μικρό βάρος (π.χ. ένα νόμισμα)

* Prodractor (προαιρετικό)

Διαδικασία:

1. Αναστείλιση του αντικειμένου: Συνδέστε το ένα άκρο της συμβολοσειράς στο αντικείμενο και αναστείλετε το από ένα σταθερό σημείο. Αφήστε το αντικείμενο να κρέμεται ελεύθερα μέχρι να ξεκουραστεί.

2. Σημειώστε τη γραμμή plumb: Χρησιμοποιώντας το μολύβι, σημειώστε την κατακόρυφη γραμμή όπου η συμβολοσειρά αγγίζει το αντικείμενο. Αυτή είναι η γραμμή δράσης της βαρύτητας (Plumb Line).

3. Επαναλάβετε με διαφορετικά σημεία ανάρτησης: Αναστείλετε το αντικείμενο από ένα διαφορετικό σημείο στο αντικείμενο και επαναλάβετε το βήμα 2. Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει ένα σημείο που δεν βρίσκεται στην ίδια γραμμή με το πρώτο σημείο ανάρτησης.

4. Προσδιορίστε το κέντρο βάρους: Το σημείο όπου τέμνονται οι δύο γραμμές plumb είναι το κέντρο βάρους (CG) του αντικειμένου.

Παρατηρήσεις:

* Το αντικείμενο θα ισορροπήσει όταν ανασταλεί από το κέντρο βάρους.

* Εάν το αντικείμενο έχει ανασταλεί από οποιοδήποτε άλλο σημείο, δεν θα είναι ισορροπημένο και θα περιστρέφεται έως ότου το CG είναι ακριβώς κάτω από το σημείο ανάρτησης.

* Η θέση του CG μπορεί να μην είναι πάντα στο κέντρο του αντικειμένου, ειδικά για ακανόνιστα διαμορφωμένα αντικείμενα.

Επεξήγηση:

Το κέντρο βάρους είναι το σημείο όπου το σύνολο του βάρους ενός αντικειμένου θεωρείται ότι ενεργεί. Όταν ένα αντικείμενο είναι ισορροπημένο, οι δυνάμεις που ενεργούν σε αυτό είναι ίσες και αντίθετες. Αυτό σημαίνει ότι το βάρος του αντικειμένου λειτουργεί άμεσα προς τα κάτω μέσω του CG και ισορροπείται από μια ίση και αντίθετη δύναμη που ενεργεί προς τα πάνω στο σημείο της ανάρτησης.

επεκτάσεις:

* Μετρήστε τις γωνίες: Χρησιμοποιήστε έναν μοιραστετικό για να μετρήσετε τις γωνίες μεταξύ των γραμμών των υδραυλικών και της οριζόντιας. Αυτό θα σας δώσει πληροφορίες σχετικά με τη σχετική θέση του CG.

* Αλλάξτε το σχήμα του αντικειμένου: Επαναλάβετε το πείραμα με διαφορετικά ακανόνιστα αντικείμενα. Παρατηρήστε πώς αλλάζει η θέση του CG με το σχήμα του αντικειμένου.

* Πειραματιστείτε με διαφορετικούς τύπους αντικειμένων: Εξερευνήστε πώς η έννοια του κέντρου βάρους ισχύει για αντικείμενα με διαφορετικές πυκνότητες και υλικά.

Αυτό το πείραμα είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να απεικονίσετε το κέντρο βάρους και να κατανοήσετε το ρόλο του στην ισορροπία. Μπορεί να προσαρμοστεί για διαφορετικές ηλικίες και επίπεδα μάθησης προσαρμόζοντας την πολυπλοκότητα του αντικειμένου και τις παρεχόμενες εξηγήσεις.