Kad studenti ir apguvuši vienkāršus paātrinājuma un ātruma vektorus (ja viņi pārvietojas vienā virzienā), izaiciniet viņus ar situācijām, kad vektori neatrodas vienā virzienā. Studenti bieži uzskata, ka šī koncepcija ir izaicinoša, taču tā tam nav jābūt. Šajā nodarbībā studenti izveidos vektoru diagrammas, kas ilustrē paātrinājumu un ātrumu dažādās situācijās. Zemāk piedāvātie scenāriji ir aprakstīti darbības instrukcijās, taču jūs varat izvēlēties parādīt studentiem vairākus papildu scenārijus, piemēram, ar automašīnu, kas dodas ap stūri, vai no lielgabala tiek izšauta lielgabala bumba.
Kosmosa kuģis pārvietojas apļveida ceļā ap Zemi. Tā ātruma vektors pastāvīgi mainās, pat ja tā ātrums ir nemainīgs. Paātrinājuma vektora bultiņa norāda uz Zemes centru, tādā pašā veidā darbotos gravitācijas radītais spēks.
Ātruma bulta mainās, kad automašīna palēninās. Bultas virziens paliek nemainīgs virzienā, kurā pārvietojas automašīna. Ātruma bultiņas lielums samazinās, jo automašīna kļūst lēnāka. Paātrinājuma bultiņa darbojas pretējā virzienā nekā ātruma bultiņa. To sauc par negatīvu paātrinājumu vai palēninājumu.
Ātruma vektors norāda pārvietošanās virzienu un mainās, kad bumba seko tā ceļam. Paātrinājuma vektora bultiņa paliek nemainīga, jo bumba atrodas gaisā. Bultiņa ir vērsta tieši uz leju Zemes virzienā.
(Šīs instrukcijas ir pilnībā pielāgojamas. Pēc noklikšķināšanas uz "Kopēt darbību" atjauniniet norādījumus uzdevuma cilnē Rediģēt.)
Izveidojiet paātrinājuma un ātruma vektoru diagrammas dažādām situācijām.
Iesaistiet skolēnus, rādot reālas kustības piemērus ar vienkāršiem materiāliem, piemēram, rotaļu automašīnām, bumbiņām vai marmoriem. Vektoru skatīšanās darbībā palīdz skolēniem sasaistīt diagrammas ar fizisko kustību.
Izvēlieties gludu virsmu un atzīmējiet sākuma un beigu punktus ar lentu. Definētas robežas palīdz sakārtot aktivitāti un koncentrēties uz to.
Pievienojiet bultiņas (no krāsainas papīra vai līmplātes lapām) pie jūsu kustīgā objekta, lai attēlotu ātrumu, un novietojiet atsevišķu bultiņu paātrinājuma attēlošanai. Krāsu kodēšana palīdz skolēniem ātri atšķirt abus vektorus.
Ritiniet objektu taisni, to palēniniet vai pagrieziet, lai imitētu scenārijus, piemēram, auto palēnināšanos vai metot bumbu. Pārtrauciet pie intervāliem, lai apspriestu, kā un kāpēc mainās bultiņas.
Izmēģiniet skolēnus, mudinot viņus zīmēt to, ko viņi redz, atzīmējot ātruma un paātrinājuma vektorus. Aktīva iesaistīšanās nostiprina izpratni un veido pārliecību.
Ātruma vektori parāda objekta kustības virzienu un ātrumu, bet paātrinājuma vektori norāda, kā mainās ātrums. Paātrinājums var mainīt ātrumu, virzienu vai abus.
Uzzīmējiet ātruma vektoru kustības virzienā, un padariet to īsāku, kad automašīna bremzē. Paātrinājuma vektors norāda pretējā virzienā, rādot negatīvu paātrinājumu vai bremzēšanu.
Paātrinājuma un ātruma vektori nav vienādi, jo paātrinājums var mainīt ātruma virzienu, ne tikai tā lielumu. Piemēram, aplī rotējošā kustībā ātrums ir tangerēts uz ceļa, bet paātrinājums norāda uz centru.
Orbītā ātruma vektors ir tangentā uz ceļa, bet paātrinājuma vektors vienmēr norāda uz Zemes centru, uzturot kosmosa kuģi riņķveida kustībā pat ja tā ātrums paliek nemainīgs.
Labākais veids ir izmantot reālus piemērus (piemēram, automobiļus, bumbiņas vai kosmosa kuģus), zīmēt vektoru diagrammas un mudināt skolēnus veidot vizualizācijas. Tas palīdz skolēniem saprast, kā paātrinājums un ātrums mijiedarbojas dažādās situācijās.