Når studerende har mestret enkle accelerations- og hastighedsvektorer (hvor de bevæger sig i samme retning), skal du udfordre dem med situationer, hvor vektorerne ikke er i samme retning. Studerende finder ofte dette koncept udfordrende, men det behøver ikke være det. I denne aktivitet opretter de studerende vektordiagrammer, der illustrerer accelerationen og hastigheden i forskellige situationer. De foreslåede scenarier nedenfor er i aktivitetsinstruktionerne, men du kan vælge at præsentere eleverne for flere ekstra scenarier, der skal illustreres, såsom en bil, der går rundt om et hjørne eller en kanonkugle, der fyres ud af en kanon.
Rumfartøjet bevæger sig i en cirkulær bane rundt om Jorden. Dets hastighedsvektor ændres konstant, selvom dens hastighed er konstant. Accelerationsvektorpilen peger mod Jordens centrum, på samme måde som kraften på grund af tyngdekraften ville virke.
Hastighedspilen ændres, når bilen bremser. Pilens retning forbliver konstant i den retning, bilen bevæger sig. Størrelsen på hastighedspilen falder, når bilen bliver langsommere. Accelerationspilen fungerer i den modsatte retning af hastighedspilen. Dette er kendt som negativ acceleration eller deceleration.
Hastighedsvektoren peger i kørselsretningen og ændres, når bolden følger dens bane. Accelerationsvektorpilen forbliver konstant, når bolden er i luften. Pilen peger direkte nedad mod Jorden.
(Disse instruktioner kan tilpasses fuldstændigt. Når du har klikket på "Kopiér aktivitet", skal du opdatere instruktionerne på fanen Rediger i opgaven.)
Opret accelerations- og hastighedsvektordiagrammer til forskellige situationer.
Engager elever ved at vise virkelige bevægelser med enkle materialer som legetøjsbiler, bolde eller kugler. At se vektorer i aktion hjælper eleverne med at forbinde diagrammer med fysisk bevægelse.
Vælg en flad overflade og marker start- og slutpunkter med tape. At have definerede grænser holder aktiviteten organiseret og fokuseret.
Fastgør pile (lavet af farvet papir eller klæbende noter) til dit bevægelige objekt for hastighed, og placer en separat pil for acceleration. Farvekodning hjælper eleverne med hurtigt at skelne de to vektorer.
Rul objektet i en lige linje, sænk det ned eller drej det for at efterligne scenarier som en bil, der bremser, eller en bold, der kastes. Pauser ved intervaller for at diskutere, hvordan og hvorfor pilene ændrer sig.
Udfordre eleverne til at skitsere, hvad de ser, og mærke hastigheds- og accelerationsvektorer. Aktiv deltagelse styrker forståelsen og bygger selvtillid.
Hastighedsvektorer viser retningen og hastigheden af et objekts bevægelse, mens acceleration-vektorer angiver, hvordan hastigheden ændrer sig. Acceleration kan ændre hastigheden, retningen eller begge dele af hastigheden.
Tegn hastighedsvektoren i den retning, bilen bevæger sig, og gør den kortere, efterhånden som bilen bremser. Accelerationsvektoren peger i modsat retning og viser negativ acceleration eller deceleration.
Accelerations- og hastighedsvektorer er ikke altid justeret, fordi acceleration kan ændre retningen af hastigheden, ikke kun dens hastighed. For eksempel i cirkelforhold bevæger hastigheden sig tangentialt til banen, men acceleration peger mod midten.
I kredsløb er hastighedsvektoren tangent til banen, og acceleration-vektoren peger altid mod Jordens centrum, hvilket holder rumfartøjet i cirkulær bevægelse, selvom dets hastighed forbliver konstant.
Den bedste måde er at bruge virkelige scenarier (som biler, bolde eller rumfartøjer), tegne vektordiagrammer og lade elever skabe visualiseringer. Dette hjælper eleverne med at se, hvordan acceleration og hastighed interagerer i forskellige situationer.