Khoa học về động lượng
Động lượng có thể được coi là lượng chuyển động mà một vật thể có. Động lượng được xác định bởi khối lượng của vật thể (mức độ chuyển động) và vận tốc của nó (nó chuyển động nhanh như thế nào). Trong vật lý, động lượng được biểu thị bằng "p" nên phương trình xác định động lượng là p = mv (động lượng bằng khối lượng nhân với vận tốc). Một vật nặng hơn, như một quả bóng bowling, chuyển động cùng tốc độ với một vật nhẹ hơn, như một quả bóng đá, sẽ có động lượng lớn hơn theo các định luật vật lý.
Đối với Phòng thí nghiệm STEM này, bạn cần hiểu động lượng và cách nó ảnh hưởng đến va chạm vì sau này, bạn sẽ thi đấu trong một trò chơi bowling có tên là Strike Challenge. Bạn sẽ lập trình cho Speedbot chạy vào một quả bóng để đánh ngã các chốt và giành được điểm cao nhất. Hãy nghĩ xem điều gì sẽ xảy ra khi hai vật va chạm vào nhau. Họ truyền động năng, vâng. Tuy nhiên, động lượng của mỗi vật trong số hai vật va chạm trước khi va chạm có thể dự đoán được hai vật sẽ phản ứng như thế nào sau va chạm. Chúng ta sẽ quay lại ý tưởng này sau.
Thúc đẩy thảo luận
Lập luận về động lượng trong một cuộc thảo luận là một cách hay để hướng dẫn nỗ lực của học sinh trong việc khái niệm hóa nó. Trọng tâm của Phòng thí nghiệm STEM này sẽ là động lượng của robot khi nó va chạm với một quả bóng.
Các câu hỏi sau đây có thể được giải thích bằng đơn vị số liệu như đã viết hoặc bằng dặm, pound và feet trên giây. Lý do phải giống nhau mà không cần chuyển đổi.
Hỏi: Cái nào trong số này có động lượng lớn hơn: một quả cầu đang lăn với vận tốc 8 km một giờ hay quả cầu đó đang lăn với vận tốc 10 km một giờ?
A: Quả cầu lăn với vận tốc 10 km/h có động lượng lớn hơn vì nó chuyển động nhanh hơn.
Q: Cái nào trong số này có động lượng lớn hơn: một ô tô cỡ trung bình chạy với tốc độ 90 km một giờ hoặc một chiếc xe buýt chạy với tốc độ 90 km một giờ?
A: Xe buýt chạy với vận tốc 90 km/h có động lượng lớn hơn vì nó có khối lượng lớn hơn.
Hỏi: Cái nào trong số này có nhiều động lượng hơn: một chiếc xe đạp được đạp lên đồi hay chiếc xe đạp đó được đạp xuống một ngọn đồi?
A: Xe đạp đang đạp xuống dốc có nhiều động lượng hơn vì đoạn đường xuống dốc và bàn đạp đều tăng tốc - trừ khi hệ thống phanh cũng được áp dụng.
Q: Bạn muốn va chạm với mình hơn: một chiếc xe tải 1000 kg đang di chuyển với tốc độ 1 mét mỗi phút hay một quả dưa nặng 1 kg đang chuyển động với tốc độ 1000 mét mỗi giây?
A: Chiếc xe tải có thể xô ngã bạn nhưng nó di chuyển không đủ nhanh để khiến bạn bị thương nặng trong khi quả dưa di chuyển với vận tốc 1000 m/s có thể khiến bạn thiệt mạng. Điều này nhấn mạnh rằng lượng động lượng có liên quan đến lượng năng lượng được truyền từ một vật trong một vụ va chạm. Chỉ khối lượng của một vật thể không đủ để xác định mức năng lượng hủy diệt mà nó cung cấp khi va chạm. Chúng ta cũng cần xem xét tốc độ di chuyển của nó.