Zinātne par impulsu
Impulsu var uzskatīt par objekta kustības apjomu. Impulsu nosaka objekta masa (cik daudz kustas) un tā ātrums (cik ātri tas kustas). Fizikā impulsu apzīmē ar "p", tāpēc impulsa noteikšanas vienādojums ir p = mv (impulss ir vienāds ar masu reizināt ātrumu). Smagākam objektam, piemēram, boulinga bumbiņai, kas pārvietojas ar tādu pašu ātrumu kā vieglākam priekšmetam, piemēram, sitienam, būtu lielāks impulss saskaņā ar fizikas likumiem.
Šajā STEM laboratorijā jums ir jāsaprot impulss un tas, kā tas ietekmē sadursmes, jo vēlāk jūs sacentīsieties boulinga spēlē ar nosaukumu Strike Challenge. Jūs ieprogrammēsiet Speedbot ieskriet bumbiņā, lai notriektu ķegļus un nopelnītu augstāko punktu skaitu. Padomāsim par to, kas notiek, kad saduras divi objekti. Tie nodod kinētisko enerģiju, jā. Taču katra abu sadursmju objektu impulss pirms sadursmes var paredzēt, kā abi objekti reaģēs pēc sadursmes. Pie šīs idejas atgriezīsimies vēlāk.
Motivēt diskusiju
Spriedums par impulsu diskusijā ir labs veids, kā virzīt studentus centienos to konceptualizēt. Šīs STEM laboratorijas uzmanības centrā būs robota impulss, kad tas saduras ar bumbu.
Tālāk norādītos jautājumus var argumentēt metriskajās vienībās, kā rakstīts, vai britu jūdzēs, mārciņās un pēdās sekundē. Pamatojumam jābūt tādam pašam, bez nepieciešamības veikt konvertēšanu.
J: Kuram no tiem ir lielāks impulss: lodei, kas ripo ar ātrumu 8 km stundā, vai tai pašai sfērai, kas ripo ar ātrumu 10 km stundā?
A: Sfērai, kas ripo ar ātrumu 10 km/h, ir lielāks impulss, jo tā kustas ātrāk.
J: Kuram no tiem ir lielāks impulss: vidēja izmēra automašīnai, kas brauc ar ātrumu 90 km stundā, vai autobusam, kas brauc ar ātrumu 90 km stundā?
A: Autobusam, kas brauc ar ātrumu 90 km/h, ir lielāks impulss, jo tam ir lielāka masa.
J: Kuram no šiem ir lielāks impulss: velosipēdam, kas tiek mināts no kalna, vai tam pašam velosipēdam, kas tiek mināts no kalna?
A: Velosipēdam, kas tiek mināts no kalna ar pedāļiem, ir lielāks impulss, jo gan lejupejošā kalna rampa, gan pedāļu mīšana palielina tā ātrumu, ja vien netiek iedarbināta arī bremžu sistēma.
J: Ar ko jūs labāk vēlētos sadurties: 1000 kg smagai kravas automašīnai, kas pārvietojas ar ātrumu 1 metrs minūtē, vai 1 kg smagai melonei, kas pārvietojas ar ātrumu 1000 metri sekundē?
A: Kravas automašīna var jūs apgāzt, taču tā nepārvietojas pietiekami ātri, lai jūs nopietni ievainotu, savukārt melone, kas pārvietojas ar ātrumu 1000 m/s, var jūs nogalināt. Tas uzsver, ka impulsa daudzums ir saistīts ar enerģijas daudzumu, kas tiek nodots no objekta sadursmes laikā. Ar objekta masu vien nepietiek, lai noteiktu, cik daudz postošās enerģijas tas piegādā sadursmes laikā. Mums arī jāņem vērā, cik ātri tas pārvietojas.