1.1 La nostra muntanya russa i l’energia

Alícia: Per fi, aquest cap de setmana aniré a Port Aventura. No em puc estar de pujar de nou al Dragon Khan o al Shambhala.
Daniel: Noia, no sé què hi veus en pujar i baixar tota l’estona. Amb el poc que m’agrada a mi la velocitat! I aquell mareig que t’entra quan accelera?

Andreu: Home, però si això és el més xulo! Jo, si pogués, muntaria una muntanya russa al pati.
Cristina: Apa, què dius!… A banda de l’espai que necessitaries, imagina’t la factura de llum que pagaries!
Andreu: No, home, no! Un cop has pujat, allò ja baixa per si sol.
Cristina: Ai si et sent el profe de física… ‘per si sol’? Que no l’ajuda una mica la gravetat?
Andreu: Bé, ja m’entens… que no et costa energia!
Daniel: Doncs jo crec que sí que consumeixen energia els parcs d’atraccions, en les llumetes i tal, però també en moure les coses… Tot i així, ja m’agradaria tenir la meva pròpia muntanya russa!

1.Fixa’t en aquests models de muntanya russa.
a) Observant bé com és cada model, fes una predicció del seu funcionament.
b)Hi ha algun condicionant sobre l’alçada de cada cim en cascun dels recorreguts?

I. Muntanya russa on el vagó puja
enganxat a un mecanisme i al punt
més alt es deixa anar.

II. Muntanya russa on el vagó puja
enganxat a un mecanisme i al punt més alt de la primera pujada
es deixa anar.

III. Muntanya russa on
es dispara el vagó a l’inici.

La nostra muntanya russa

2. Cada grup haurà de dissenyar, muntar i fer funcionar una muntanya russa, amb pujades, baixades, bucles i tot el que calgui perquè resulti emocionant.

El recorregut de la vostra muntanya russa serà un tub de plàstic llarg i transparent. Els vagons seran bales de vidre o, millor, d’acer.
El tub, amb la forma de la vostra muntanya russa, el podreu fixar a la pissarra o a una paret adequada amb cinta adhesiva. Procureu no doblegar massa el tub per assegurar que les bales hi passen bé.

Materials

  • 4 o 5 m de tub transparent o translúcid d’uns 15 mm de diàmetre. Com més gruixudes siguin les parets del tub, millor

 

  • bales diverses d’uns 11 mm de diàmetre. N’hi hauria d’haver d’acer

 

  • cinta adhesiva de precintar

 

  • imants –si pot ser, de neodimi– per arrossegar la bala de metall quan se l’hagi de rescatar

a) Dibuixa el teu projecte de muntanya russa.

  • Després elaboreu un projecte conjunt de grup tenint en compte aportacions de cadascú del grup. Al lloc que us indiquin munteu la vostra muntanya russa seguint el projecte acordat
  • Poseu-lo a prova. Primerament, utilitzeu la bala d’acer. Si s’hi atura, la podeu treure amb l’imant
  • Repenseu i modifiqueu el que calgui perquè acabi funcionant bé

b) Quines modificacions heu introduït respecte del projecte inicial i per què? .

c) Dibuixa aquí el disseny final.

d) En el dibuix descompon el trajecte en trams plans, ascendents i descendents marcant els límits entre uns i altres i etiquetant cada tram amb la paraula corresponent.

e) Fes una gràfica aproximada del valor de la velocitat en tot el recorregut, pensant tram per tram.

f) A sota, fes-ne una altra del valor de l’altura (respecte del punt més baix) anant també tram per tram.

g) Segurament que heu vist que les dues gràfiques mostren uns comportaments semblants en cascun dels tipus de trams: plans, ascendents i descendents. Pots concretar com varia la velocitat i l’altura de la bola en cadascun dels trams?

Les muntanyes russes Shambala (blanca) i Dragon Khan (vermella) a Port Aventura (Tarragonès).

PER APROFUNDIR-HI
Passa el mateix en un pèndol?

3.Quan un objecte penjat d’un fil el fem oscil•lar també va canviant de velocitat i d’altura. Es tracta de fer mesures per veure si es repeteix la relació entre velocitat i altura que hem vist a la muntanya russa.

a) Munta un pèndol i posa un regle a prop.

b) Amb un mòbil o tauleta enregistra’n algunes oscil•lacions no gaire intenses. Amb molt pocs segons en tens prou.

c) Busca una aplicació gratuïta adequada (per exemple VidAnalysis) per analitzar el moviment a partir d’un vídeo imatge per imatge.

d) Hi podràs veure les gràfiques velocitat-temps i altura-temps. Compara-les.

e) La teva anàlisi quantitativa confirma els resultats qualitatius que heu fet amb la muntanya russa? Treu-ne conclusions.
f) Prepara una bona presentació per fer conèixer el teu treball i les teves conclusions als companys.

◀︎ 1. Energia… i emocions!

1.2 Donem i prenem energia a un objecte ►

Hits: 16