動量科學
動量可以被認為是物體的運動量。 動量由物體的質量(移動量)和速度(移動速度)決定。 在物理學中,動量以“p”表示,因此確定動量的方程式為 p = mv(動量等於質量乘以速度)。 根據物理定律,較重的物體(如保齡球)與較輕的物體(如踢球)以相同的速度運動,將具有更大的動量。
對於這個 STEM 實驗室,您需要了解動量以及它如何影響碰撞,因為稍後您將參加名為“Strike Challenge”的保齡球比賽。 您將對 Speedbot 進行編程,讓它撞上球,從而擊倒球瓶並獲得最高分。 讓我們考慮一下當兩個物體碰撞時會發生什麼。 是的,它們傳遞動能。 但是,兩個碰撞物體在碰撞之前的動量可以預測兩個物體在碰撞之後會如何反應。 稍後我們將回到這個想法。
激發討論
推理討論中的動量是指導學生將其概念化的好方法。 這個 STEM 實驗室的重點將放在機器人與球碰撞時的動量上。
以下問題可以用書面的公制單位或英制英里、磅和英尺每秒來推理。 推理應該是相同的,無需轉換。
問: 哪一個的動量比較大:以每小時 8 公里的速度滾動的球體還是以每小時 10 公里的速度滾動的同一球體?
A: 以每小時 10 公里的速度滾動的球體具有更大的動量,因為它移動得更快。
問: 哪種動力比較大:時速 90 公里的普通汽車和時速 90 公里的巴士?
A: 以90公里每小時行駛的公共汽車具有更大的動力,因為它具有更大的質量。
Q: 哪一個更有動力:一輛腳踏車被踩上山,還是同一輛腳踏車被踩下山?
A: 騎著自行車下山的動力更大,因為下坡和踩踏都會加速自行車的速度 - 除非同時使用煞車系統。
Q: 您更願意與您相撞:一輛以每分鐘 1 公尺的速度行駛的 1000 公斤的卡車,還是以每秒 1000 公尺的速度行駛的 1 公斤的甜瓜?
A: 卡車可能會把你撞倒,但它移動的速度不足以嚴重傷害你,而以 1000 m/s 移動的瓜可能會殺死你。 這強調了動量的大小與碰撞期間從物體傳遞的能量的大小有關。 物體的質量本身不足以確定它在碰撞過程中提供多少破壞性能量。 我們還需要考慮它的移動速度。