代写BLAW1002 The Parabola of Motion: Understanding Free Fall Through Manual Measurement帮做Python语言程序

BLAW1002

”The Parabola of Motion:  Understanding Free Fall Through Manual Measurement”

Introduction

Welcome to an exciting exploration of physics and mathematics!  In this project, you will study the motion of free-falling objects of varying sizes to analyze their trajectories and calculate the acceleration due to gravity. Additionally, you will explore the effects of an initial upwards velocity on the motion, introducing a layer of complexity to the equations of motion.

Objective

Using manual data collection through stop-motion capture, analyze the free fall of three objects of similar shape but varying size, both with and without an initial upwards velocity.  Calculate the acceleration due to gravity, derive all the SUVAT equations, and determine the percentage error compared to a = −9.81m/s2 .

Materials

•  Three rounded objects of similar shape but varying size (e.g., a marble, golf ball, and tennis ball)

Smartphone or camera for stop-motion capture

•  Free or accessible software for frame analysis (e.g., Tracker or similar apps)

Rulers, Tape, String, Measuring sticks, Measuring tape

Graph paper, Calculators, Notebooks

Group Formation

Work in pairs. Collaboration and communication are key.

Project Phases

Phase 1: Experiment Design

Design an experiment to capture the motion of three objects of varying size dropped from the same height.  Choose a drop height between 5 meters and 20 meters, ensuring safety and accuracy in data collection.  For the second set of trials, incorporate an initial upwards velocity to make the objects travel higher than their original drop point.  Plan how you will measure the time of motion and distances, ensuring minimal errors. Consider environmental factors, such as wind, and control for them as much as possible.

Phase 2: Data Collection

Using your smartphone or camera, capture the motion of the three objects during both sets of trials:

Free-fall trials: Drop the objects from rest at the chosen height and record the motion.

Upwards velocity trials: Launch the objects upwards with an initial velocity so they travel higher than the original drop point before falling back down.

Analyze the stop-motion videos to determine precise time intervals for each object. Perform three trials for each object in both scenarios to ensure reliability.  Record all data in an organized manner for ease of analysis.

Phase 3: Data Analysis and Acceleration Calculation

For each trial, analyze your data to calculate the acceleration due to gravity.  Use the equations of motion, modifying them as needed to include the initial upwards velocity for the second set of trials.

Key equations:

• For free-fall trials:

s = ut + 2/1at2,

where u = 0 (initial velocity).

For upwards velocity trials:

s = ut + 2/1at2,

where u > 0 (initial upwards velocity).

Compare your calculated values of a for each object to −9.81m/s2 , and calculate the percentage error using:

Percentage Error = |Theoretical Value/Experimental Value  − Theoretical Value| × 100%.

Phase 4: Deriving the SUVAT Equations

Using the base equation s = ut+2/1at2, derive all the other SUVAT equations. Show all mathematical manipulations step by step and clearly define each variable:

•  s: Displacement (m)

u: Initial velocity (m/s)

v: Final velocity (m/s)

•  a: Acceleration (m/s2)

t: Time (s)

Write a short explanation of the physical significance of each equation in relation to both free-fall and upwards velocity trials.

Phase 5: Presentation and Reflection

Present your findings, including your calculated values of a, percentage errors, and an analysis of the results. Include the derivations of the SUVAT equations as part of your presentation.  Reflect on the learning experience, discussing challenges faced and how you addressed them. Compare the complexities of analyzing free-fall motion with and without an initial upwards velocity.  Discuss the impact of ignoring factors like air resistance and drag, and hypothesize how these might have affected your results.

Reflection and Discussion Questions

In your final report, address the following reflection and discussion questions. Ensure your responses demonstrate the use of appropriate mathematical language, accurate representations, logical struc- ture, and connections to real-world contexts:

1. Accuracy and Degree of Confidence: How accurate were your calculated acceleration values compared to the theoretical value of −9.81m/s2 ?  Justify the degree of accuracy and explain any factors that may have contributed to discrepancies in your results.

2. Impact of Initial Velocity: How did introducing an initial upwards velocity affect the motion  and your calculations?   Describe  the  mathematical  strategies  used  to  model  this situation and discuss how the solution aligns with the context of the experiment.

3. Simplifications and Realism: This project assumed ideal conditions, such as ignoring air resistance.  How might these assumptions have impacted your results?  Propose appropriate mathematical strategies to incorporate these factors in future experiments.

4. Connections to Real-Life Contexts: Relate  the  equations  and  methods used in this project to practical real-life applications, such as in sports, engineering, or space exploration. How do these connections enhance the significance and understanding of your work?

5. Evaluation of Experimental Design: Identify the relevant elements of your experimental design. What were its strengths and limitations? Discuss how the accuracy and reliability of the results could be improved through changes in the design or data collection process.

6. Collaboration and Communication: Reflect on how you and your partner used appro- priate mathematical language and representations to communicate ideas effectively.  What strategies worked well, and what could be improved in future collaborative efforts?

7. Organizing and Presenting Findings: How did you ensure your report was logically organized and included accurate mathematical representations (e.g., graphs, tables)? Justify how your choices improved the clarity and coherence of your conclusions.

Submission Guidelines

The final report must:

Be typed and formatted neatly, including:

All calculations, graphs, pictures, and tables needed for the entire project.

Answers to all reflection and discussion questions.

•  Be submitted as a single PDF file with both students’ names clearly labeled on the front page.

•  Be uploaded to the ManageBac Dropbox for this project no later than November  28th , 2024.

Reports submitted after the deadline will be subject to penalties as outlined in the course syllabus.

Criterion C: Communicating

This criterion evaluates your ability to communicate your mathematical work clearly and effectively, using appropriate language, accurate representations, and a logical structure.

Achievement Levels: Level 1-2:

Uses limited mathematical language.

Uses limited forms of mathematical representation to present information.

•  Communicates through lines of reasoning that are difficult to interpret.

Level 3-4:

•  Uses some appropriate mathematical language.

Uses appropriate forms of mathematical representation to present information adequately.

Communicates through lines of reasoning that are complete.

Adequately organizes information using a logical structure.

Level 5-6:

Usually uses appropriate mathematical language.

• Usually uses appropriate forms of mathematical representation to present information cor- rectly.

Usually moves between different forms of mathematical representation.

Communicates through lines of reasoning that are complete and coherent.

Presents work that is usually organized using a logical structure.

Level 7-8:

Consistently uses appropriate mathematical language.

•  Consistently uses appropriate forms of mathematical representation to present information correctly.

Moves effectively between different forms of mathematical representation.

•  Communicates through lines of reasoning that are complete, coherent, and concise.

Presents work that is consistently organized using a logical structure.

Criterion D: Applying Mathematics in Real-World Contexts

This criterion assesses the ability to apply mathematics to real-world contexts by identifying rel- evant elements, selecting and applying mathematical strategies, and evaluating the accuracy and relevance of solutions.

Achievement Levels: Level 1-2:

Identifies some elements of the authentic real-world situation.

• Applies mathematical strategies to find a solution to the authentic real-world situation, with limited success.

Level 3-4:

Identifies the relevant elements of the authentic real-world situation.

•  Selects, with some success, adequate mathematical strategies to model the authentic real- world situation.

Applies mathematical strategies to reach a solution to the authentic real-world situation.

•  Discusses whether the solution makes sense in the context of the authentic real-world situa- tion.

Level 5-6:

Identifies the relevant elements of the authentic real-world situation.

Selects adequate mathematical strategies to model the authentic real-world situation.

• Applies the selected mathematical strategies to reach a valid solution to the authentic real- world situation.

Explains the degree of accuracy of the solution.

• Explains whether the solution makes sense in the context of the authentic real-world situation.

Level 7-8:

Identifies the relevant elements of the authentic real-world situation.

•  Selects appropriate mathematical strategies to model the authentic real-world situation.

• Applies the selected mathematical strategies to reach a correct solution to the authentic real-world situation.

Justifies the degree of accuracy of the solution.

•  Justifies whether the solution makes sense in the context of the authentic real-world situation.




热门主题

课程名

mktg2509 csci 2600 38170 lng302 csse3010 phas3226 77938 arch1162 engn4536/engn6536 acx5903 comp151101 phl245 cse12 comp9312 stat3016/6016 phas0038 comp2140 6qqmb312 xjco3011 rest0005 ematm0051 5qqmn219 lubs5062m eee8155 cege0100 eap033 artd1109 mat246 etc3430 ecmm462 mis102 inft6800 ddes9903 comp6521 comp9517 comp3331/9331 comp4337 comp6008 comp9414 bu.231.790.81 man00150m csb352h math1041 eengm4100 isys1002 08 6057cem mktg3504 mthm036 mtrx1701 mth3241 eeee3086 cmp-7038b cmp-7000a ints4010 econ2151 infs5710 fins5516 fin3309 fins5510 gsoe9340 math2007 math2036 soee5010 mark3088 infs3605 elec9714 comp2271 ma214 comp2211 infs3604 600426 sit254 acct3091 bbt405 msin0116 com107/com113 mark5826 sit120 comp9021 eco2101 eeen40700 cs253 ece3114 ecmm447 chns3000 math377 itd102 comp9444 comp(2041|9044) econ0060 econ7230 mgt001371 ecs-323 cs6250 mgdi60012 mdia2012 comm221001 comm5000 ma1008 engl642 econ241 com333 math367 mis201 nbs-7041x meek16104 econ2003 comm1190 mbas902 comp-1027 dpst1091 comp7315 eppd1033 m06 ee3025 msci231 bb113/bbs1063 fc709 comp3425 comp9417 econ42915 cb9101 math1102e chme0017 fc307 mkt60104 5522usst litr1-uc6201.200 ee1102 cosc2803 math39512 omp9727 int2067/int5051 bsb151 mgt253 fc021 babs2202 mis2002s phya21 18-213 cege0012 mdia1002 math38032 mech5125 07 cisc102 mgx3110 cs240 11175 fin3020s eco3420 ictten622 comp9727 cpt111 de114102d mgm320h5s bafi1019 math21112 efim20036 mn-3503 fins5568 110.807 bcpm000028 info6030 bma0092 bcpm0054 math20212 ce335 cs365 cenv6141 ftec5580 math2010 ec3450 comm1170 ecmt1010 csci-ua.0480-003 econ12-200 ib3960 ectb60h3f cs247—assignment tk3163 ics3u ib3j80 comp20008 comp9334 eppd1063 acct2343 cct109 isys1055/3412 math350-real math2014 eec180 stat141b econ2101 msinm014/msing014/msing014b fit2004 comp643 bu1002 cm2030
联系我们
EMail: 99515681@qq.com
QQ: 99515681
留学生作业帮-留学生的知心伴侣!
工作时间:08:00-21:00
python代写
微信客服:codinghelp
站长地图