Una volta che gli studenti hanno acquisito padronanza dei vettori di accelerazione e velocità semplici (dove si muovono nella stessa direzione), sfidali con situazioni in cui i vettori non sono nella stessa direzione. Gli studenti trovano spesso questo concetto stimolante, ma non deve esserlo. In questa attività, gli studenti creeranno diagrammi vettoriali che illustrano l'accelerazione e la velocità in diverse situazioni. Gli scenari suggeriti di seguito sono nelle istruzioni di attività, ma puoi scegliere di presentare agli studenti diversi scenari aggiuntivi da illustrare, come un'auto che gira dietro un angolo o una palla di cannone che viene lanciata da un cannone.
L'astronave si muove in un percorso circolare attorno alla Terra. Il suo vettore di velocità è in continua evoluzione, anche se la sua velocità è costante. La freccia del vettore di accelerazione punta verso il centro della Terra, allo stesso modo in cui agirebbe la forza dovuta alla gravità.
La freccia della velocità cambia mentre l'auto rallenta. La direzione della freccia rimane costante, nella direzione in cui l'auto si sta muovendo. La dimensione della freccia della velocità diminuisce quando l'auto diventa più lenta. La freccia di accelerazione agisce nella direzione opposta alla freccia di velocità. Questo è noto come accelerazione o decelerazione negativa.
Il vettore di velocità punta nella direzione di marcia e cambia mentre la palla segue il suo percorso. La freccia del vettore di accelerazione rimane costante quando la palla è in aria. La freccia punta direttamente verso il basso verso la Terra.
(Queste istruzioni sono completamente personalizzabili. Dopo aver fatto clic su "Copia attività", aggiorna le istruzioni nella scheda Modifica del compito.)
Crea diagrammi vettoriali di accelerazione e velocità per diverse situazioni.
Coinvolgi gli studenti mostrando il movimento nel mondo reale con materiali semplici come automobili giocattolo, palline o biglie. Vedere i vettori in azione aiuta gli studenti a collegare diagrammi al movimento fisico.
Scegli una superficie piana e segna punti di inizio e fine con del nastro. Definire confini mantiene l’attività organizzata e focalizzata.
Applica frecce (realizzate con carta colorata o note adesive) all’oggetto in movimento per la velocità, e inserisci una freccia separata per l’accelerazione. Il codice di colori aiuta gli studenti a distinguere rapidamente i due vettori.
Fai rotolare l’oggetto in linea retta, rallentalo o giralo per imitare scenari come un’auto che rallenta o una palla lanciata. Pausa a intervalli per discutere come e perché cambiano le frecce.
Sfida gli studenti a tracciare ciò che vedono, etichettando i vettori di velocità e accelerazione. La partecipazione attiva rafforza la comprensione e aumenta la fiducia.
I vettori di velocità mostrano la direzione e la velocità del movimento di un oggetto, mentre i vettori di accelerazione indicano come cambia la velocità. L'accelerazione può modificare la velocità, la direzione o entrambe.
Disegna il vettore di velocità nella direzione in cui si muove l'auto, e rendilo più corto man mano che rallenta. Il vettore di accelerazione punta nella direzione opposta, mostrando decelerazione o accelerazione negativa.
I vettori di accelerazione e di velocità non sono sempre allineati perché l'accelerazione può cambiare la direzione della velocità, non solo la sua grandezza. Per esempio, nel moto circolare, la velocità è tangente alla traiettoria, ma l'accelerazione punta verso il centro.
In orbita, il vettore di velocità è tangente al percorso, e il vettore di accelerazione punta sempre verso il centro della Terra, mantenendo la navicella in moto circolare anche se la sua velocità rimane costante.
Il modo migliore è usare scenari reali (come auto, palline o navicelle), disegnare diagrammi vettoriali e far creare visualizzazioni agli studenti. Questo aiuta a capire come accelerazione e velocità interagiscono in diverse situazioni.