Mekaniikka

Ideoita mekaniikan tutkimuksiin:

  • Liikkeen tutkiminen
    • Liikkeen kuvaajien tutkiminen,
      • Valmiiden mallikuvaajien matkiminen omalla liikkeellä havainnollistaa liikkeen nopeuden ja suunnan yhdeyden graafisen esityksen kanssa.
    • Tasainen liike
      • tasainen kävely, vierivä pallo lattialla, vaunu vaunuralla/ilmatyynyradalla
    • Tasaisesti kiihtyvä liike
      • putoamisliikkeen tutkiminen: pingispallon pomppiminen
      • Vino heittoliike & Videoanalysointi (Ohjevideo)
      • Auton kiihtyvyyksien mittaaminen ja analysointi: Lataa valmista dataa (LoggerPro)
  • Voimien lait
    • Kitkavoima (Lepo/Liike) (Video)
      • Vedetään kappaletta tasaisesti pitkin pöytää tai lattiaa ja tutkitaan miten vetämisessä tarvittava voima muuttuu, kun kappaleen päälle lisätään punnuksia. Samoin voidaan tutkia miten kappaleen pinta-ala tai nopeus, jolla kappale liukuu, vaikuttavat pintojen väliseen kitkavoimaan.
    • Jousivoima
      • Jousen venyttämiseen tarvittavaa voimaa voidaan mitata jousta voima-anturilla venyttämällä ja samalla venymän määrää mittaamalla, joko viivaimen avaulla tai sitten liikeanturin avulla. Mittaustuloksista laaditaan tällöin kuvaaja, jossa on jousta venyttävä voima, jousen venymän funktiona. Jousen lisäksi mielenkiintoista on tehdä vastaava tutkimus kuminauhalle.
    • Ilmanvastus (Video)
      • Pudottamalla esim. suodatinpaperipusseja liikeanturin alla havaitaan, että putoava paperi kiihtyy nopeasti rajanopeuteen, eli ilmanvastus kasvaa yhtäsuureksi kuin kappaleen paino. Kun pudotettavan suodatinpaperin massaa kasvatetaan esim. pienten sinitarrapallojen avulla, rajanopeus kasvaa. Laatimalla graafinen esitys, jossa ilmanvastus(=paino) esitetään rajanopeuden funktiona, havaitaan, että nämä eivät ole suoraan verrannollisia keskenään. Mitä havaitaan, kun laaditaan uusi kuvaaja, jossa ilmanvastus on nopeuden neliön funktiona?
  • Törmäysten tutkiminen
    • Impulssiperiaatetta (I=FΔt) voidaan tutkia voima- ja liikeanturin avulla. Annetaan vaunun törmätä voima-anturiin ja mitataan vaunun nopeus ennen ja jälkeen törmäyksen. Kun vaunun massa tiedetään voidaan laskea vaunun liikemäärän muutos ja t,F -kuvaajan avulla määrittää vaunuun kohdistuneen voiman impulssi törmäyksen aikana.
    • Liikemäärän säilymislakia voidaan tutkia vaunuradalla suoritettavien törmäysten avulla. Mittaamalla vaunujen nopeuden ennen ja jälkeen törmäyksen sekä punnitsemalla vaunut, voidaan tutkia säilyykö liikemäärä erityyppisissä törmäyksissä.
  • Työ, teho ja mekaaninen energia
  • Momentti
  • Ympyräliike