探究為什麼-牛頓第三運動定律與汽車保險桿

                                                                                                                                  <內容翻譯自PASCO，轉載請註明出處>

簡介

    對物體施予一個力量時，該物體同時也會施予一個相同大小的力量給施力者，此為牛頓第三運動定律。本次活動運用作用力與反作用力的概念，使滑車衝撞各種不同材質的保險桿，透過內部的力感應器，觀察滑車衝撞時的受力變化，以評估各種保險桿的緩衝情形。

活動所需材料與設備

• 智慧滑車(ME-1240/ME-1241) 2台
• SPARKvue或Capstone軟體
• 1.2m鋁製滑車軌道
• 黏土、棉花、紙、彈簧……

       (可參考PASCO ME-5718A 智慧滑車與軌道組)

活動流程

PART1-作用力與反作用力現象

1. 使用橡皮筋或彈簧，將兩台滑車連接
2. 開啟兩台滑車的電源，並透過藍芽連線至軟體
3. 將其中一台的位置感應器方向進行正負號更換
4. 點擊開始記錄數據，並將兩台車相互拉扯，觀察兩台車的受力變化

        PART2-汽車保險桿

1. 透過軌道架設一個簡單的斜面，並在底部放置阻擋物
2. 將力感應器的取樣率提升至200Hz
3. 將滑車放置斜面頂部，以手固定住不動
4. 點擊開始記錄數據，觀察滑車衝撞至阻擋物前後的受力變化
5. 使用各種不同材質的物體放置於斜面底部的阻擋物前方，觀察滑車衝撞後的受力變化

問題討論

1. 在PART1實驗中，為什麼要將其中一台車的方向正負號設定互換?若沒有互換會產生什麼結果
2. 在PART2實驗裡，如何用牛頓第三運動定律解釋滑車撞擊前後的受力變化
3. 在PART2實驗裡，何種材質的防撞物能讓滑車的撞擊力變最小?代表什麼樣的意義?

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