Φόντο

Στην Ενότητα Υπεραυτοκινήτου, οι μαθητές θα διερευνήσουν τη μέτρηση, την ταχύτητα και τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και ενέργειας εξερευνώντας το Υπεραυτοκίνητο που κατασκευάστηκε από το κιτ VEX GO.

Τι είναι η Μέτρηση;

Οι μετρήσεις είναι συλλογές δεδομένων όπως το μήκος, το βάρος, η ποσότητα ή το μέγεθος ενός αντικειμένου. Αυτές οι ποσοτικές πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύγκριση άλλων αντικειμένων ή γεγονότων. Οι μετρήσεις για συγκρίσεις θα πρέπει να είναι ίδιες σε μονάδες. Αυτές οι μετρήσεις μπορούν να επιτευχθούν με άμεσες τυποποιημένες μονάδες, όπως το μετρικό σύστημα. Ή, με έμμεσες μη τυποποιημένες μονάδες όπως η χρήση μπλοκ ή αυτοκόλλητων σημειώσεων, οι οποίες αναφέρονται επίσης ως συγκριτικές μετρήσεις. Οι συγκριτικές μετρήσεις περιλαμβάνουν εκτιμήσεις.

Ένα γραφικό σε στυλ κολάζ με εικονίδια που δείχνουν διαφορετικά παραδείγματα εργαλείων μέτρησης, από μέτρηση θερμοκρασίας μέχρι ζυγαριά φλιτζανιού, βιομηχανική ζυγαριά και ζυγαριά παντοπωλείου, για να καταδείξει την ποικιλία των τρόπων με τους οποίους χρησιμοποιείται η μέτρηση σε πραγματικές συνθήκες.

Τι είναι η Ταχύτητα;

Η ταχύτητα είναι ένα μέτρο αυτής της απόστασης που διανύεται σε μια μονάδα χρόνου. Οι τυπικές μετρήσεις για την ταχύτητα περιλαμβάνουν χιλιόμετρα ανά ώρα (km/h) και μίλια ανά ώρα (mph). Επειδή πρόκειται για μια μέτρηση που λαμβάνεται σε συνάρτηση με τον χρόνο, η ταχύτητα θα πρέπει να θεωρείται ως μέση ταχύτητα και όχι ως σταθερά. Χρησιμοποιήστε αυτόν τον τύπο για να υπολογίσετε τη μέση ταχύτητα:

Μέση Ταχύτητα = Συνολική Απόσταση / Χρόνος που Παρήλθε

Αυτή η Ενότητα εστιάζει στη μέση ταχύτητα του Super Car. Για παράδειγμα, αν χρειάζονται 20 δευτερόλεπτα για να φτάσει ένα αυτοκίνητο από τη μία πινακίδα στοπ στην άλλη (305 μέτρα (~1000 πόδια) απόσταση μεταξύ τους), τότε η ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι 15 μέτρα (~50 πόδια) ανά δευτερόλεπτο. Αλλά το αυτοκίνητο δεν θα κινείται με ρυθμό 15 μέτρων (~50 πόδια) ανά δευτερόλεπτο σε όλο το ταξίδι. Ένα αυτοκίνητο πρέπει να βγει από μια πλήρη στάση και να επιταχύνει για να φτάσει σε ρυθμό πριν επιβραδύνει ξανά για να σταματήσει στην επόμενη πινακίδα στοπ. Η ταχύτητα δεν μετρά την κατεύθυνση του αντικειμένου, αλλά απλώς μετράει πόσο γρήγορα κινείται το αντικείμενο.

Μια διασταύρωση που εμφανίζει πινακίδα Stop 4 κατευθύνσεων, με το μπροστινό μέρος ενός αυτοκινήτου σταματημένο στην πινακίδα Stop.

Πώς σχετίζεται η ενέργεια με την ταχύτητα;

Η ταχύτητα είναι ένα μέτρο της ενέργειας. Όσο πιο γρήγορα κινείται ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερη ενέργεια διαθέτει. Σε αυτήν την Ενότητα, οι μαθητές καλούνται να χρησιμοποιήσουν στοιχεία για να εξηγήσουν τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και ενέργειας. Αυτό βασίζεται στο Επιστημονικό Πρότυπο Επόμενης Γενιάς (NGSS) 4-PS3-1.

Το Super Car τροφοδοτείται από τη μεταφορά ενέργειας μεταξύ της περιστροφής του Πορτοκαλί Κουμπιού, του λάστιχου και των τροχών. Όσο περισσότερο γυρίζουν οι μαθητές το κουμπί και το λαστιχάκι, τόσο περισσότερη ενέργεια θα έχει το Σούπερ Αυτοκίνητο και τόσο πιο γρήγορα θα πηγαίνει. Ενώ εξηγεί στους μαθητές αυτή την έννοια ότι η ταχύτητα και η ενέργεια σχετίζονται θετικά μεταξύ τους, το NGSS σκιαγραφεί ένα όριο ότι οι μαθητές δεν θα πρέπει να αξιολογούνται με βάση ποσοτικές μετρήσεις που συγκρίνουν την ενέργεια και την ταχύτητα.

Τι είναι μια μεταβλητή;

Στα μαθηματικά, μια μεταβλητή συνήθως εμφανίζεται ως γράμμα (x ή y) και αντιπροσωπεύει μια άγνωστη τιμή ή μια τιμή που μπορεί να αλλάξει. Στα μαθηματικά υπάρχουν δύο μεταβλητές, η ανεξάρτητη και η εξαρτημένη. Η ανεξάρτητη μεταβλητή είναι η τιμή εισόδου (x) και η εξαρτημένη τιμή (y) εξαρτάται από την τιμή εισόδου.

Στην επιστήμη, οι μεταβλητές αντιπροσωπεύουν φυσικές ιδιότητες που δεν παραμένουν οι ίδιες. Η ανεξάρτητη μεταβλητή αλλάζει από τον επιστήμονα ή τον φοιτητή σκόπιμα, ενώ η εξαρτημένη μεταβλητή αλλάζει καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος. Σε αντίθεση με τα μαθηματικά, τα επιστημονικά πειράματα περιέχουν μεταβλητές ελέγχου. Οι ελεγχόμενες μεταβλητές παραμένουν σταθερές καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος.

< Πίσω Επιστροφή στα Εργαστήρια Επόμενο >