När eleverna har behärskat enkla accelerations- och hastighetsvektorer (där de rör sig i samma riktning), utmana dem med situationer där vektorerna inte är i samma riktning. Studenter tycker ofta att detta koncept är utmanande, men det behöver inte vara det. I den här aktiviteten kommer eleverna att skapa vektordiagram som illustrerar accelerationen och hastigheten i olika situationer. De föreslagna scenarierna nedan finns i aktivitetsinstruktionerna, men du kan välja att presentera studenterna med flera ytterligare scenarier att illustrera, till exempel en bil som går runt ett hörn eller en kanonkula som skjutas ut från en kanon.
Rymdskeppet rör sig i en cirkulär bana runt jorden. Dess hastighetsvektor förändras ständigt, även om hastigheten är konstant. Accelerationsvektorpilen pekar mot jordens centrum, på samma sätt som kraften på grund av tyngdkraften skulle verka.
Hastighetspilen ändras när bilen bromsar ner. Pilens riktning förblir konstant, i den riktning bilen rör sig. Storleken på hastighetspilen minskar när bilen blir långsammare. Accelerationspilen verkar i motsatt riktning mot hastighetspilen. Detta kallas negativ acceleration eller retardation.
Hastighetsvektorn pekar i rörelseriktningen och ändras när bollen följer sin väg. Accelerationsvektorpilen förblir konstant när bollen är i luften. Pilen pekar direkt nedåt mot jorden.
(Dessa instruktioner är helt anpassningsbara. När du har klickat på "Kopiera aktivitet", uppdatera instruktionerna på fliken Redigera i uppgiften.)
Skapa accelerations- och hastighetsvektordiagram för olika situationer.
Engagera elever genom att visa verkliga rörelser med enkla material som leksaksbilar, bollar eller kulor. Att se vektorer i aktion hjälper elever att koppla diagram till fysisk rörelse.
Välj en plan yta och markera start- och slutpunkter med tape. Att ha definierade gränser håller aktiviteten organiserad och fokuserad.
Fäst pilar (gjorda av färgat papper eller klisterlappar) på ditt rörliga objekt för hastighet, och placera en separat pil för acceleration. Färgkodning hjälper elever att snabbt skilja de två vektorerna.
Rulla objektet i en rak linje, sakta ner det eller sväng det för att imitera scenarier som en bil som bromsar eller en boll som kastas. Pausa vid intervaller för att diskutera hur och varför pilarna förändras.
Uppmana elever att skissa vad de ser, och märka hastighets- och accelerationsvektorer. Aktivt deltagande förstärker förståelsen och bygger självförtroende.
Hastighetsvektorer visar riktningen och hastigheten för ett objekts rörelse, medan acceleration-vektorer visar hur hastigheten förändras. Acceleration kan förändra hastigheten, riktningen eller båda delarna av hastigheten.
Rita hastighetsvektorn i den riktning bilen rör sig, och gör den kortare allteftersom bilen saktar ner. Accelerationsvektorn pekar i motsatt riktning och visar negativ acceleration eller inbromsning.
Accelerations- och hastighetsvektorer är inte alltid i linje eftersom acceleration kan ändra riktningen på hastigheten, inte bara dess storlek. Till exempel, i cirkulär rörelse är hastigheten tangent till banan, men accelerationen pekar mot mitten.
I omloppsbana är hastighetsvektorn tangent till banan, och acceleration-vektorn pekar alltid mot jordens centrum, vilket håller rymdskeppet i cirkulär rörelse även om dess hastighet förblir konstant.
Det bästa sättet är att använda verkliga scenarier (som bilar, bollar eller rymdfärjor), rita vektordiagram och låta elever skapa visualiseringar. Detta hjälper elever att se hur acceleration och hastighet samverkar i olika situationer.