La scienza dello slancio
La quantità di moto può essere pensata come la quantità di movimento di un oggetto. La quantità di moto è determinata dalla massa dell'oggetto (quanto si muove) e dalla sua velocità (quanto velocemente si muove). In fisica, la quantità di moto è rappresentata da "p", quindi l'equazione per determinare la quantità di moto è p = mv (la quantità di moto è uguale alla massa per la velocità). Un oggetto più pesante, come una palla da bowling, che viaggia alla stessa velocità di un oggetto più leggero, come un kickball, avrebbe una quantità di moto maggiore secondo le leggi della fisica.
Per questo laboratorio STEM, devi comprendere lo slancio e il modo in cui influisce sulle collisioni perché in seguito gareggerai in un gioco di bowling chiamato Strike Challenge. Programmerai lo Speedbot per correre contro una palla per abbattere i birilli e ottenere il punteggio più alto. Pensiamo a cosa succede quando due oggetti si scontrano. Trasferiscono energia cinetica, sì. Ma la quantità di moto di ciascuno dei due oggetti in collisione prima della collisione può prevedere come reagiranno i due oggetti dopo la collisione. Torneremo su questa idea più tardi.
Motivare la discussione
Ragionare sullo slancio all'interno di una discussione è un buon modo per guidare gli sforzi degli studenti nel concettualizzarlo. Il focus di questo laboratorio STEM sarà sullo slancio del robot mentre entra in collisione con una palla.
È possibile ragionare sulle seguenti domande in unità metriche così come sono scritte o in miglia imperiali, libbre e piedi al secondo. Il ragionamento dovrebbe essere lo stesso senza bisogno di conversioni.
D: Quale di questi ha più quantità di moto: una sfera che rotola a 8 km all'ora o la stessa sfera che rotola a 10 km all'ora?
A: La sfera che rotola a 10 km orari ha più quantità di moto perché si muove più velocemente.
D: Quale di questi ha più slancio: un'auto di medie dimensioni che viaggia a 90 km orari o un autobus che viaggia a 90 km orari?
A: L'autobus che viaggia a 90 km orari ha più quantità di moto perché ha più massa.
D: Quale di questi ha più slancio: una bicicletta che viene pedalata in salita o la stessa bicicletta che viene pedalata in discesa?
A: La bicicletta che viene pedalata in discesa ha più slancio perché la rampa di discesa della discesa e la pedalata accelerano entrambe la sua velocità, a meno che non venga applicato anche un sistema frenante.
D: Cosa avresti preferito si scontrasse con te: un camion di 1000 kg che si muove a 1 metro al minuto o un melone di 1 kg che si muove a 1000 metri al secondo?
A: Il camion potrebbe travolgerti ma non si muove abbastanza velocemente da ferirti gravemente mentre il melone che si muove a 1000 m/s potrebbe ucciderti. Ciò evidenzia che la quantità di quantità di moto è correlata alla quantità di energia trasferita da un oggetto durante una collisione. La massa di un oggetto da sola non è sufficiente per determinare quanta energia distruttiva fornisce durante una collisione. Dobbiamo anche considerare la velocità con cui si sta muovendo.