Keď študenti ovládajú jednoduché vektory zrýchlenia a rýchlosti (ak sa pohybujú rovnakým smerom), vyzvite ich na situácie, keď vektory nie sú v rovnakom smere. Študenti často považujú tento koncept za náročný, ale nemusí to tak byť. V rámci tejto aktivity študenti vytvoria vektorové diagramy ilustrujúce zrýchlenie a rýchlosť v rôznych situáciách. Navrhované scenáre uvedené nižšie sú v pokynoch k aktivite, ale môžete si vybrať, aby ste študentom predložili niekoľko ďalších scenárov, ktoré ilustrujú, ako je napríklad auto idúce za rohom alebo vystrelená guľa z kanóna.
Kozmická loď sa pohybuje po kruhovej ceste okolo Zeme. Jeho vektor rýchlosti sa neustále mení, aj keď je jeho rýchlosť konštantná. Šípka vektora zrýchlenia ukazuje na stred Zeme, rovnako by pôsobila sila pôsobená gravitáciou.
Keď sa vozidlo spomaľuje, šípka rýchlosti sa mení. Smer šípky zostáva konštantný v smere pohybu vozidla. Veľkosť šípky rýchlosti sa znižuje s pomalším autom. Zrýchľovacia šípka pôsobí opačným smerom ako šípka rýchlosti. Toto je známe ako záporné zrýchlenie alebo spomalenie.
Vektor rýchlosti ukazuje v smere jazdy a mení sa, keď lopta sleduje svoju cestu. Keď je lopta vo vzduchu, vektorová šípka zrýchlenia zostáva konštantná. Šípka ukazuje priamo nadol k Zemi.
(Tieto pokyny sú úplne prispôsobiteľné. Po kliknutí na položku „Kopírovať aktivitu“ aktualizujte pokyny na karte Upraviť zadania.)
Vytvorte vektorové diagramy zrýchlenia a rýchlosti pre rôzne situácie.
Zapojte študentov ukážkou reálneho pohybu pomocou jednoduchých materiálov, ako sú hračkárske autíčka, lopty alebo marble. Videnie vektorov v akcii pomáha študentom spojiť diagramy s fyzickým pohybom.
Vyberte rovný povrch a označte štartové a cieľové body páskou. Stanovené hranice udržiavajú aktivitu organizovanú a zameranú.
Pripnite šípky (vyrobené z farebného papiera alebo samolepiek) na pohybujúci sa objekt pre rýchlosť a umiestnite samostatnú šípku pre zrýchlenie. Farebné kódovanie pomáha študentom rýchlo rozlíšiť oba vektory.
Valte objekt priamo, spomaľte ho alebo ho zatočte na napodobnenie scenárov, ako je auto spomaľujúce alebo lopta hádzaná. Pauzujte v intervaloch na diskusiu o tom, ako a prečo sa menia šípky.
Vyzyte študentov nakresliť, čo vidia, označujúc rýchlostné a zrýchľovacie vektory. Aktívna účasť posilňuje pochopenie a buduje dôveru.
Vektory rýchlosti ukazujú smer a rýchlosť pohybu objektu, zatiaľ čo vektory zrýchlenia udávajú, ako sa mení rýchlosť. Zrýchlenie môže meniť rýchlosť, smer alebo obe tieto veličiny.
Nakreslite vektor rýchlosti v smere pohybu auta a skráťte ho, keď auto spomaľuje. Vektor zrýchlenia ukazuje v opačnom smere, čo predstavuje záporné zrýchlenie alebo spomalenie.
Vektory zrýchlenia a rýchlosti nie sú vždy zarovnané, pretože zrýchlenie môže meniť smer rýchlosti, nie len jej veľkosť. Napríklad pri kruhovom pohybe je rýchlosť tangenciálna ku dráhe, ale zrýchlenie ukazuje smerom k stredu.
V obežnej dráhe je vektor rýchlosti tangenciálny ku dráhe a vektor zrýchlenia vždy smeruje k stredu Zeme, čím udržiava vesmírnu loď v kruhovom pohybe, aj keď sa jej rýchlosť nemení.
Najlepšie je použiť reálne scenáre (napríklad autá, lopty alebo vesmírne lode), kresliť vektorové diagramy a nechať študentov vytvárať vizualizácie. Týmto spôsobom môžu študenti vidieť, ako sa vektory zrýchlenia a rýchlosti navzájom ovplyvňujú v rôznych situáciách.