材料:
* バウンスボール: さまざまな素材を備えたさまざまなボール(ラバー、弾力のあるボール、バスケットボール、テニスボール)を選択してください。これは、空気圧が異なる特性のボールにどのように影響するかを確認するのに役立ちます。
* 真空ポンプとチャンバー: 真空ポンプを使用すると、さまざまな空気圧を作成できます。透明なチャンバー(ベルジャーのような)は、ボールの動きを見るために重要です。
* 測定デバイス: バウンスの高さを測定する方法が必要です。定規またはメータースティックが適しています。
* ストップウォッチまたはタイマー: ボールが跳ね返るのにかかる時間を測定します。
* データ記録シート: あなたの観察を整理するために。
* オプション:高速カメラ: これにより、バウンスの詳細な視覚記録が提供されます。
手順:
1。ボールを選択: そもそも1つのボールを選択します。
2。ベースライン測定(正常空気圧):
*セットの高さ(たとえば、1メートル)から平らな表面にボールを落とします。
*バウンスの高さを測定します。
*これを数回繰り返して、通常の空気圧で平均バウンス高さを取得します。
*バウンスの高さと、データテーブルのバウンスにかかった時間を記録します。
3。真空ポンプ実験:
*ボールを真空チャンバー内に置きます。
*チャンバーを密閉し、空気を汲み出し始めます。
*以前と同じ高さからボールを落とします。
*バウンスの高さとバウンスにかかった時間を測定します。
*データテーブルに観察を記録します。
4。異なる圧力に対して繰り返し:
*いくつかの異なる空気圧の手順を継続します(たとえば、通常の圧力の半分、通常の圧力の4分の1、真空に近い)。
*データを注意深く記録します。
5。他のボールの繰り返し:
* 1つのボールで実験を完了した後、選択した他のボールでステップ2〜4を繰り返します。
安全上の注意事項:
* 真空ポンプの安全性: 真空ポンプに付属する指示に従ってください。バルブや開口部がある場合を除き、密閉容器から空気を密閉された容器(瓶など)から送り出しないでください。
* ガラス製品: ドロップすると粉砕できるため、真空チャンバーに注意してください。
結果の分析:
* グラフ: 各ボールの空気圧に対してバウンスの高さ(または時間)と空気圧を示すグラフを作成します。
* トレンド: データのパターンを探してください。空気圧が低下するにつれて、バウンスの高さはどのように変化しますか?
* 結論: 空気圧がバウンスボールのダイナミクスにどのように影響するかについての結論を定式化します。さまざまな種類のボールとその材料特性を考えてください。
予想される結果:
* 空気圧の低い=バウンスの低い: 空気圧を下げると、ボールのバウンスの高さが減少することがわかります。これは、ボールが落ちて跳ね返るにつれて、ボールが空気抵抗が少ないためです。
* ボール素材: バウンスに対する空気圧の影響は、ボールの材料によって異なります。 (バスケットボールのような)空気圧縮の程度が高くなるボールは、圧縮の程度が低い(ゴム製のボールのような)ボールよりも跳ね高さの大きな変化を示す可能性があります。
重要な概念:
* 空気圧: 特定の領域の上の空気の重量によって加えられた力。
* 空気抵抗: 空気を介したオブジェクトの動きに反対する力。
* 弾力性: ストレスの下で変形し、元の形状に戻る材料の能力。
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