Механика · Эксперимент
Мёртвая петля: минимальная высота старта
С какой высоты шарик проходит учебную петлю без отрыва?
8–11 классы · 4 встречи по 45 минут · ожидание между встречами указано в шагах
До начала работы
Закрытая дорожка с ограничителями; шарик ловит поддон, не рука; при отсутствии набора используй расчётную модель скользящей точки.
Покажите план руководителю и согласуйте условия. Энергия mgh и mv²/2; центростремительное ускорение v²/R; для углубления момент инерции шара I=2mr²/5 и энергия вращения Iω²/2.
Подготовьте материалы
- готовая закрытая учебная дорожка с петлёй
- маленький шарик
- линейка
- поддон
Сначала предположение
Запишите, какой результат ожидаете и почему. Для конструкции задайте критерий успеха, для расчёта — допущения, для источников — проверяемое утверждение.
- Меняем или сравниваем
- высота старта без толчка
- Фиксируем
- успешное прохождение в пяти попытках
- Сохраняем / принимаем в модели
- один шарик, радиус петли, чистота дорожки
Маршрут исследования
- 1
Измерь радиус петли и задай несколько высот старта.
- 2
Пускай шарик без толчка только по закрытой дорожке.
- 3
Для каждой высоты запиши число успешных прохождений из пяти.
- 4
Найди интервал перехода от неуспеха к устойчивому прохождению.
- 5
Сравни с идеализированной моделью и объясни влияние вращения и потерь.
Что должно остаться после работы
- Исходная таблица с единицами или карточки свидетельств. Неудачные попытки и изменения условий тоже записаны.
- Ответ на вопрос с двумя конкретными свидетельствами, объяснением и ограничением.
- План следующей проверки: Для сплошного катящегося шара без потерь выведи порог 2,7R и обсуди допущения.
- Личный итог каждого участника и короткая защита по исходному журналу.
Нужна помощь? Начните с двух вариантов и одной строки таблицы. Если результат не получается, проверьте условия с руководителем. Отсутствие ожидаемого эффекта можно обсуждать; выдумывать измерения нельзя.
Мой журнал проекта
Записи хранятся только в этом браузере и не отправляются руководителю. Для передачи скачайте файл. На общем компьютере после скачивания очистите записи. Можно вести тот же журнал на бумаге.
Загружаем записи…
Источники и инструменты
- Science Buddies: переменные и условия сравнения ↗
Опора для планирования исследования; конкретные задания курса написаны заново.
- Science Buddies: инженерный процесс ↗
Различаем проверку гипотезы и улучшение конструкции по критериям.
Предметное объяснение и ограничения — в руководстве учителю. Общие методические источники не являются проверкой каждого опыта. Руководитель предварительно пробует конкретную установку.