|
1. เพื่อให้นักเรียนสามารถบอกจากการสังเกตแนวการเคลื่อนที่ของโลหะ กลมได้ว่า เป็นแนวโค้ง
2. เพื่อให้นักเรียนสามารถบอกได้ว่าเมื่อปล่อยลูกกลมเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งที่สูงกว่า จะตกถึงพื้นได้ระยะทางในแนวระดับที่ไกลกว่า
3. เพื่อให้นักเรียนสามารถสรุปจากการเขียนตำแหน่งโลหะกลมบนกระดาษกราฟได้ว่า แนวการเคลื่อนที่ของโลหะกลมเป็นแนวโค้ง
1. แป้นไม้พร้อมรางโลหะ
2. ที่กั้นปิดทับด้วยกระดาษขาว และมีกระดาษคาร์บอนปิดทับกระดาษขาว
3. โลหะกลม |
4. กระดาษกราฟ |
ตอนที่ 1 จัดตั้งอุปกรณ์
 1. ประกอบรางอะลูมิเนียม เข้ากับแป็นไม้ ให้รางด้านล่างอยู่ในแนวระดับ แล้วติดกระดาษกราฟเข้ากับแป็นไม้ ดังรูป
2. ตัดกระดาษขาวและกระดาษคาร์บอนขนาดกว้างยาวเท่ากับแผ่นโลหะที่ใช้เป็นเป้าและปิดกระดาษขาวเข้ากับเป้า แล้วปิดกระดาษคาร์บอนทับกระดาษขาวโดยยึดติดเฉพาะปลายบนของกระดาษคาร์บอน จากนั้นวางเป้าให้ชิดปลายรางอะลูมิเนียมและด้านยาวของเป้าทาบบนเส้นทึบของกระดาษกราฟให้พอดี
ตอนที่ 2
หาเส้นทางการเคลื่อนที่ วางลูกกลมโลหะบนรางอะลูมิเนียมซึ่งใกล้ปลายรางตอนบน โดยถือไม้บรรทัดกั้นลูกกลมโลหะไว้ ยกไม้บรรทัดขึ้นอย่างรวดเร็ว ลูกกลมโลหะจะกลิ้งลงมาตามรางเข้าชนเป้าเมื่อยกปลายล่างของกระดาษคาร์บอนขึ้น จะเห็นจุดดำบนกระดาษขาว ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ลูกกลมโลหะชนเป้า ทำเครื่องหมายบนกระดาษกราฟให้มีระดับตรงกับจุดดำบนเป้า ทำการทดลองซ้ำ แต่ละครั้งที่ทดลองต้องวางลูกกลมโลหะที่ตำแหน่งเดิม แต่เลื่อนเป้าออกไปครั้งละ 1 เซนติเมตร จนกระทั่งลูกกลมโลหะไม่กระทบเป้า
เมื่อทดลองเสร็จแล้วให้ลากเส้นผ่านจุดทุกจุดบนกระดาษกราฟ จะได้กราฟเป็นเส้นทางการเคลื่อนที่แบบโปรเจกไทล์ของลูกกลมโลหะ
ตอนที่ 3 การวิเคราะห์โดยการเขียนกราฟ
กำหนดให้จุดบนกราฟจุดแรกซึ่งตรงกับจุดที่ลูกกลมโลหะกระทบเป้าเมื่อวางชิดปลายรางด้านล่างเป็นจุดกำเนิด ลากแกนนอนหรือแกน x และแกนยืนหรือแกน y จากกราฟที่ได้วัดการกระจัดในแนวระดับกำลังสอง x2 ออกแบบตารางและบันทึกผล ลงในตาราง เขียนกราฟระหว่างการกระจัดในแนวดิ่ง y กับการกระจัดในแนวระดับ กำลังสอง x2
ผลการทดลองที่ได้ คือ แนวการเคลื่อนที่ของลูกกลมโลหะบนกระดาษกราฟ จะได้ดังรูป
การกระจัดในแนวระดับx
(cm) |
การกระจัดในแนวดิ่ง y
(cm) |
x2
(cm2) |
1 |
0.10 |
1 |
2 |
0.35 |
4 |
3 |
0.70 |
9 |
4 |
1.20 |
16 |
5 |
1.90 |
25 |
6 |
2.65 |
36 |
7 |
3.50 |
49 |
การกระจัดในแนวระดับx
(cm) |
การกระจัดในแนวดิ่ง y
(cm) |
x2
(cm2) |
8 |
4.45 |
64 |
9 |
5.55 |
81 |
10 |
6.80 |
100 |
11 |
8.25 |
121 |
12 |
9.70 |
144 |
จากผลการทดลองจะได้กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดในแนวดิ่งและการกระจัดในแนวระดับยกกำลังสองได้ดังกราฟ
สรุปได้ว่า
1. การปล่อยลูกกลมโลหะที่ตำแหน่งเดียวกันทุกครั้งที่ทำการทดลอง เพื่อให้ความเร็วของลูกกลมโลหะหลุดจากปลายรางมีค่าเท่ากัน
2. แนวการเคลื่อนที่ของลูกกลมโลหะที่ปรากฏบนกระดาษกราฟเป็นแนวโค้ง
3. จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดในแนวดิ่งและการกระจัดในแนวระดับยกกำลังสอง ทำให้สรุปได้ว่า y = kx2 ซึ่งเป็นสมการของเส้นกราฟพาราโบลา
|
