Når elevene har mestret enkle akselerasjons- og hastighetsvektorer (der de beveger seg i samme retning), utfordre dem med situasjoner der vektorene ikke er i samme retning. Studenter synes ofte dette konseptet er utfordrende, men det trenger ikke å være det. I denne aktiviteten skal studentene lage vektordiagrammer som illustrerer akselerasjonen og hastigheten i forskjellige situasjoner. De foreslåtte scenariene nedenfor er i aktivitetsinstruksjonene, men du kan velge å presentere elevene flere flere scenarier å illustrere, for eksempel en bil som går rundt et hjørne eller en kanonkule som blir fyrt ut av en kanon.
Romfartøyet beveger seg i en sirkulær bane rundt jorden. Hastighetsvektoren endres kontinuerlig, selv om hastigheten er konstant. Akselerasjonsvektorpilen peker mot Jordens sentrum, på samme måte som kraften på grunn av tyngdekraften ville virke.
Hastighetspilen endres når bilen bremser. Pilens retning forblir konstant, i den retningen bilen beveger seg. Størrelsen på hastighetspilen minker når bilen blir tregere. Akselerasjonspilen virker i motsatt retning av hastighetspilen. Dette er kjent som negativ akselerasjon eller retardasjon.
Hastighetsvektoren peker i kjøreretningen og endres når ballen følger banen. Akselerasjonsvektorpilen forblir konstant når ballen er i luften. Pilen peker direkte nedover mot Jorden.
(Disse instruksjonene kan tilpasses fullstendig. Etter å ha klikket på "Kopier aktivitet", oppdater instruksjonene på Rediger-fanen i oppgaven.)
Lag akselerasjons- og hastighetsvektordiagrammer for forskjellige situasjoner.
Engasjer elever ved å vise virkelige bevegelser med enkle materialer som lekebiler, baller eller kuler. Å se vektorer i aksjon hjelper elever med å koble diagrammer til fysisk bevegelse.
Velg en flat overflate og merk start- og sluttpunkter med tape. Definerte grenser holder aktiviteten organisert og fokusert.
Fest piler (laget av farget papir eller klistremerker) på det bevegelige objektet for hastighet, og plasser en separat pil for akselerasjon. Fargekoding hjelper elever raskt å skille de to vektorene.
Rull objektet i en rett linje, senk det ned eller sving det for å etterligne scenarier som en bil som bremser eller en ball som kastes. Paus ved intervaller for å diskutere hvordan og hvorfor pilene endrer seg.
Oppfordre elever til å skissere hva de ser, og merke hastighets- og akselerasjonsvektorer. Aktivt deltakelse styrker forståelsen og bygger selvtillit.
Hastighetsvektorer viser retningen og hastigheten til et objekts bevegelse, mens akselerasjonsvektorer indikerer hvordan hastigheten endres. Akselerasjon kan endre hastigheten, retningen eller begge deler av hastigheten.
Tegn hastighetsvektoren i retningen bilen kjører, og gjør den kortere etter hvert som den bremser. Akselerasjonsvektoren peker i motsatt retning og viser negativ akselerasjon eller bremsing.
Akselerasjons- og hastighetsvektorer er ikke alltid justert fordi akselerasjon kan endre retningen på hastigheten, ikke bare størrelsen. For eksempel i sirkelbevegelse er hastigheten tangent til banen, men akselerasjonen peker mot sentrum.
I bane er hastighetsvektoren tangent til banen, og akselerasjonsvektoren peker alltid mot jordens sentrum, noe som holder romskipet i sirkelbevegelse selv om farten er konstant.
Den beste måten er å bruke virkelige scenarier (som biler, baller eller romfartøy), tegne vektordiagrammer og la elever lage visualiseringer. Dette hjelper elever å se hvordan akselerasjon og hastighet samhandler i ulike situasjoner.