Il legame tra massa e distanza percorsa da una palla quando viene rilasciato da una rampa rivela un fatto chiave sulla gravità e su come funziona. Il progetto è un ottimo modo per illustrare il legame tra forza gravitazionale e massa e può essere installato in classe o a casa. Rotolare sfere di diverse masse lungo una rampa elevata rivela l'effetto della massa sulla distanza percorsa. Questo semplice progetto fornisce anche un'utile introduzione alla progettazione di esperimenti scientifici, quindi la variabile che stai prendendo in considerazione è l'unica che influenza i risultati. Se stai cercando un progetto scientifico illuminante ma diretto, studiare l'effetto della massa sulla distanza percorsa da una palla è una scelta fantastica.
Fase 1: Prepara l'esperimento
Imposta l'esperimento di "elevating one side of your ramp.", 3, [[Tagliare il tubo di carta da imballaggio a metà nel senso della lunghezza usando le forbici per creare un lungo binario a forma di U per le palle. Impila i tuoi libri di testo (o metti l'altro oggetto) nel punto che hai scelto per l'inizio della rampa. Assicurati di avere molto spazio davanti alla rampa per consentire alle palle di rotolare e fermarsi.
Se non hai molto spazio, puoi posizionare una tazza o una piccola scatola di cartone alla base della rampa, con l'apertura rivolta verso la rampa, così prende la palla dopo che rotola giù. La coppa o scatola riduce sostanzialmente la distanza percorsa, ma la palla la sposta comunque. In alternativa, ridurre l'altezza della rampa per ridurre la distanza di spostamento.
Infine, è necessario misurare la distanza percorsa dalla palla. Il modo più semplice per farlo è con il metro a nastro. Puoi semplicemente aspettare che la palla (o tazza /scatola) si fermi e quindi misurare la distanza dalla parte inferiore della rampa al luogo di riposo finale. In alternativa, puoi utilizzare un righello per tracciare una serie di incrementi di 1 metro dalla base della rampa, quindi effettuare una misurazione più precisa in seguito utilizzando il righello e i segni esistenti.
Fase 2: Misura della massa delle tue palle
Misura la massa delle tue palle per aiutarti a interpretare i tuoi risultati. È fondamentale avere un set di palline (tre o più) con masse diverse. Se non riesci a farlo esattamente, la cosa più importante è che puoi classificarli dal più leggero al più pesante, ma se hai una serie di bilance da cucina, misura le loro masse precise e prendine nota.
Fase 3 : Registra le tue misure
Fai rotolare ogni palla giù dalla rampa più volte e registra quanto viaggia dalla base della rampa. Effettuare tre o più misurazioni di ciascuna fornirà un risultato più affidabile. Prendi le tue misurazioni nel modo più accurato possibile, ma ripetere ogni test più volte contribuirà a ridurre al minimo l'impatto di eventuali errori. Per ogni palla, sommare le singole misurazioni e dividere per il numero di misurazioni per trovare la media. Esegui questo processo per ciascuna delle tue palline e registra le regole su un taccuino.
Fase 4: Interpretazione dei risultati
I risultati dovrebbero mostrare che la palla più pesante viaggia più lontano prima di fermarsi. Questo perché la forza di gravità dipende dalla massa dell'oggetto che sta tirando. La gravità tira le palle lungo la rampa e la forza di gravità è maggiore sugli oggetti di massa più grande. La forza extra sulla palla più grande significa che ha più energia quando arriva sul fondo della rampa e di conseguenza viaggia di più prima di fermarsi.
La forza di attrito (tra la palla e il terreno) rallenta alla fine il palla ferma. L'attrito dipende anche dalla massa dell'oggetto, ma il legame tra massa e accelerazione mostrato dalla seconda legge di Newton significa anche che ci vuole più forza per rallentare un oggetto più grande. Assicurati di usare palline identiche (in ogni modo possibile) e liberale dalla stessa altezza. Inoltre, assicurati che rotolino sullo stesso materiale durante il viaggio e che questi effetti dovrebbero essere annullati. Un oggetto che è due volte più pesante dovrebbe rotolare all'incirca due volte prima di fermarsi.
Ecco perché un buon design sperimentale è importante perché qualsiasi altra differenza tra i test potrebbe influire sui risultati. Idealmente, l'unica differenza tra i tuoi test dovrebbe essere la massa della palla.
