Achtergrond
In de Super Car Unit onderzoeken leerlingen metingen, snelheid en de relatie tussen snelheid en energie door de Super Car te verkennen die is gebouwd met de VEX GO Kit.
Wat is meten?
Metingen zijn verzamelingen van gegevens, zoals de lengte, het gewicht, de hoeveelheid en de grootte van een object. Deze kwantitatieve informatie kan worden gebruikt om andere objecten of gebeurtenissen te vergelijken. Metingen ter vergelijking moeten in eenheden identiek zijn. Deze metingen kunnen worden uitgevoerd met behulp van direct gestandaardiseerde eenheden, zoals het metrieke stelsel. Of met indirecte, niet-standaard eenheden, zoals het gebruik van blokken of plakbriefjes, die ook wel vergelijkende metingen worden genoemd. Vergelijkende metingen omvatten schattingen.
Wat is snelheid?
Snelheid is een maatstaf voor de afgelegde afstand in een bepaalde tijdseenheid. Standaardmaateenheden voor snelheid zijn kilometer per uur (km/u) en mijl per uur (mph). Omdat dit een meting is die over een langere periode plaatsvindt, moet de snelheid worden beschouwd als een gemiddelde snelheid en niet als een constante. Gebruik deze formule om de gemiddelde snelheid te berekenen:
Gemiddelde snelheid = totale afstand / verstreken tijd
Deze unit richt zich op de gemiddelde snelheid van de Super Car. Als een auto er bijvoorbeeld 20 seconden over doet om van het ene stopbord naar het andere te komen (305 meter (~1000 voet) uit elkaar), dan bedraagt de snelheid van de auto 15 meter (~50 voet) per seconde. Maar de auto zal niet gedurende de hele reis met een snelheid van 15 meter (~50 voet) per seconde rijden. Een auto moet vanuit stilstand weer optrekken en gas geven om zijn snelheid aan te passen. Vervolgens moet hij weer afremmen om bij het volgende stopbord te stoppen. Snelheid meet niet de richting van het object, maar alleen hoe snel het object beweegt.
Wat is het verband tussen energie en snelheid?
Snelheid is een maatstaf voor energie. Hoe sneller een object beweegt, hoe meer energie het bezit. In deze module krijgen studenten de opdracht om met behulp van bewijsmateriaal het verband tussen snelheid en energie te verklaren. Dit is gebaseerd op de Next Generation Science Standard (NGSS) 4-PS3-1.
De Super Car wordt aangedreven door de overdracht van energie tussen de draai aan de oranje knop, het elastiek en de wielen. Hoe meer studenten aan de knop en het elastiekje draaien, hoe meer energie de superauto zal hebben en hoe sneller hij zal rijden. Bij het uitleggen aan leerlingen dat snelheid en energie positief met elkaar in verband staan, stelt NGSS een grens vast: leerlingen mogen niet worden beoordeeld op kwantitatieve metingen die energie en snelheid vergelijken.
Wat is een variabele?
In de wiskunde wordt een variabele meestal weergegeven als een letter (x of y) en vertegenwoordigt deze een onbekende waarde of een waarde die kan veranderen. In de wiskunde zijn er twee variabelen: onafhankelijke en afhankelijke. De onafhankelijke variabele is de invoerwaarde (x) en de afhankelijke waarde (y) is afhankelijk van de invoerwaarde.
In de wetenschap representeren variabelen fysieke eigenschappen die niet hetzelfde blijven. De onafhankelijke variabele wordt opzettelijk door de wetenschapper of student veranderd, terwijl de afhankelijke variabele gedurende het experiment verandert. In tegenstelling tot wiskunde bevatten wetenschappelijke experimenten controlevariabelen. Gecontroleerde variabelen blijven constant gedurende het experiment.