Post on 27-Jun-2015
Ευθύγραμμη Ομαλά Επιβραδυνόμενη Κίνηση με το DB – Lab 3.2
Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος
Όλα τα πλαίσια και οι γραφικές παραστάσεις είναι από το βιβλίο της Φυσικής Α΄Λυκείου …
Στο εργαστήριό μας, για να μελετήσουμε το φαινόμενο της επιβραδυνόμενης κίνησης, θα χρησιμοποιήσουμε …
Το MutliLog και τον αισθητήρα της απόστασης …
Μία βάση στήριξης,ένα σφιγκτήρα, δύο μικρές μεταλλικές ράβδους,μια μεγάλη μεταλλική ράβδοκαι μερικούς συνδέσμους …
Ένα αμαξίδιο, σφιγκτήρες, και ξύλινο εμπόδιο, ( για φρένο ), …
Στερεώνουμε το ξύλινο εμπόδιο, σφίγγοντας καλά στα άκρα του πάγκου …
… έτσι, ώστε να σταματά το αμαξίδιο, μετά την επιβράδυνση του, αν χρειαστεί, χωρίς να πέφτει διαρκώς …
Τοποθετούμε μια μεγάλη μεταλλική ράβδο, ώστε να προεκτείνουμε την τοποθέτηση του αισθητήρα της απόστασης …
… τοποθετούμε τον αισθητήρα, με σύνδεσμο,σε μια μικρή μεταλλική ράβδο …
… βάζουμε ένα σύνδεσμο για την συναρμολόγηση …
… και ενώνουμε με την μεγάλη μεταλλική μπάρα, πάλι με έναν σύνδεσμο …
Συναρμολογούμε τον αισθητήρα στη βάση ,αφού κατασκευάσουμε την προέκταση, ώστε να ξεκινά τις μετρήσεις, μετά το όριο των 40 cm, στο οποίο και ενεργοποιείται …
< 40 cm
Στερεώνουμε πάλι, σφίγγοντας καλά …
Φροντίζουμε να ρυθμίσουμε σωστά την όλη διάταξη, για να έχουμε ευθύγραμμη κίνηση …
Πρέπει να προσέξουμε την ευθεία κίνησης του αμαξιδίου,έτσι ώστε να «πιάνει» ο αισθητήρας σωστά την «πλάτη» του …
Για αυτό το λόγο, κάνουμε μερικές δοκιμές …
Συνδέουμε τον αισθητήρα, στο MultiLog …
Ανοίγουμε το MultiLog … Πατώντας «Port», βλέπουμε στην οθόνη «Distance» …
Πατώντας «Rate», ρυθμίζουμε τη δειγματοληψία στα «10/Sec» …
… και πατώντας «Samples», ρυθμίζουμε το σύνολο των δειγμάτων στα «50» …
Τώρα, έχουμε ολοκληρώσει την πειραματική μας διάταξη …
… και ανοίγουμε στον υπολογιστή το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …
… επαληθεύουμε τις ρυθμίσεις στα «Σημεία» - «50» και στο «Ρυθμός» - «10/sec» …
Από το μενού «Καταγραφέας», και την επιλογή «Πίνακας Ελέγχου» …
Δίνουμε μια πολύ μικρή ώθηση στο αμαξίδιο, από το ένα άκρο του πάγκου,κοντά στον αισθητήρα …
… και πατώντας το
του Multilog …
… παίρνουμε μετρήσεις και την γραφική παράσταση της κίνησης,την οποία μπορούμε να προβάλουμε στον πίνακα, για να έχουν όλοι μια άποψη …
… ενώ στον Η/Υ, ξεκινάμε την επεξεργασία των μετρήσεων και των γραφικών παραστάσεων …
Αν συγκρίνουμε αυτή την γραφική παράσταση, με αυτές του βιβλίου, θα διαπιστώσουμε ότι αποτελεί μια αρκετά καλή προσέγγιση της ομαλά επιβραδυνόμενης κίνησης …
Εξίσωση κίνησης στην ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση :
x = υot - 1 /2·α·t2
Από το μενού «Ανάλυση», και την επιλογή «Διάστημα» - «Ταχύτητα», παίρνουμε την γραφική παράσταση της ταχύτητας …
… την οποία, αν την συγκρίνουμε με αυτές του βιβλίου, θα διαπιστώσουμε ότι και αυτή αποτελεί μια αρκετά καλή προσέγγιση της μεταβολής της ταχύτητας στην ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση …
Από την επιλογή «Μέσος Όρος», πάλι από το μενού «Ανάλυση», παίρνουμε την γραφική παράσταση του διαστήματος, αρκετά κανονικοποιημένη, λόγω των υπολογισμών του μέσου όρου των μετρήσεων …
Αν χρησιμοποιήσουμε, πάλι από το μενού «Ανάλυση», την επιλογή «Παράγωγος», παίρνουμε πάλι την γραφική παράσταση της ταχύτητας …
… αλλά με διαφορετική ακρίβεια, λόγω, προφανώς, του χωρισμού των χρονικών διαστημάτων, στα οποία γίνεται η παραγώγιση,διαπιστώνουμε όμως, ότι παραμένει η βαθμιαία ελάττωση της ταχύτητας,που έχουμε στην ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση…
Οι δύο γραφικές παραστάσεις της ταχύτητας …. «Διάστημα» - «Ταχύτητα» «Παράγωγος»
Αν επιλέξουμε μια από τις γραφικές παραστάσεις της ταχύτητας, μπορούμε μέσα από το μενού «Ανάλυση», και την επιλογή «Ολοκλήρωμα»,
… να πάρουμε πάλι την γραφική παράσταση του διαστήματος,αφού ολοκληρώνοντας μια παράγωγο, ( την ταχύτητα ), μιας συνάρτησης,( του διαστήματος ), θα πάρουμε πάλι την ίδια την συνάρτηση,με την διαφορά ότι είναι, προφανώς, λίγο κανονικοποιημένη,λόγω του μεγέθους των διαστημάτωνπου γίνονται οι υπολογισμοί …
Μπορούμε, ακόμα, να συγκεντρώσουμε, τα συμπεράσματα και τις συγκρίσεις μας, σε μια οθόνη, για να τις δούμε και εποπτικά …
… τέλος πειράματος …