След като студентите усвоят прости вектори за ускорение и скорост (където се движат в една и съща посока), предизвикайте ги със ситуации, в които векторите не са в една и съща посока. Студентите често намират тази концепция за предизвикателна, но не е задължително. В тази дейност учениците ще създават векторни диаграми, илюстриращи ускорението и скоростта в различни ситуации. Предложените по-долу сценарии са в инструкциите за активност, но можете да изберете да представите на учениците няколко допълнителни сценария, които да илюстрират, като например кола, която излиза зад ъгъл или пушка с топка от оръдие.
Космическият кораб се движи по кръгова пътека около Земята. Векторът на скоростта му постоянно се променя, дори и скоростта му да е постоянна. Стрелката на вектора на ускорение сочи към центъра на Земята, по същия начин, както би действала силата, която се дължи на гравитацията.
Стрелката на скоростта се променя, когато автомобилът се забавя. Посоката на стрелката остава постоянна, в посоката на автомобила се движи. Размерът на стрелката за скорост намалява, когато колата става по-бавна. Стрелката за ускорение действа в обратна посока на стрелката за скорост. Това е известно като отрицателно ускорение или забавяне.
Векторът на скоростта сочи в посоката на движение и се променя, докато топката следва своя път. Стрелката на вектора на ускорението остава постоянна, докато топката е във въздуха. Стрелката сочи направо надолу към Земята.
(Тези инструкции са напълно адаптивни. След като щракнете върху „Копиране на дейност“, актуализирайте инструкциите в раздела „Редактиране“ на заданието.)
Създайте векторни диаграми за ускорение и скорост за различни ситуации.
Ангажирайте учениците чрез показване на реално движение с прости материали като играчки коли, топки или мрамор. Виждане на векторите в действие помага на учениците да свържат диаграмите с физическото движение.
Изберете плоска повърхност и маркирайте началните и крайните точки с лента. Определените граници запазват дейността организирана и фокусирана.
Прикрепете стрелки (от цветна хартия или лепенки) към движещия се обект за скорост, и поставете отделна стрела за ускорение. Цветово кодиране помага на учениците бързо да различават двата вектора.
Завъртете обекта по права линия, забавете го или го завъртете за имитация на сценарии като автомобил, който забавя, или хвърлена топка. Почивайте на интервали, за да обсъдите как и защо се променят стрелките.
Предизвикайте учениците да нарисуват това, което виждат, като обозначават векторите на скоростта и ускорението. Активното участие засилва разбирането и изгражда увереност.
Векторите на скоростта показват посоката и скоростта на движението на обекта, докато векторите на ускорението показват как се променя скоростта. Ускорението може да променя скоростта, посоката или и двете.
Нарисувайте вектора на скоростта в посоката на движението на автомобила и го съкратете, когато колата забавя. Векторът на ускорението сочи в противоположната посока, показвайки отрицателно ускорение или спиране.
Векторите на ускорението и скоростта не винаги са съвпадащи, защото ускорението може да променя посоката на скоростта, а не само нейния размер. Например при кръгово движение скоростта е тангенциална към пътя, а ускорението сочи към центъра.
В орбитата векторът на скоростта е тангенциален към пътя, а векторът на ускорението винаги сочи към центъра на Земята, като поддържа космическия кораб в кръгово движение, дори ако скоростта му остава постоянна.
Най-добрият начин е да се използват реални сценарии (като автомобили, топки или космически апарати), да се рисуват векторни диаграми и да се насърчават учениците да създават визуализации. Това помага на учениците да разберат как векторите взаимодействат в различни ситуации.