Γουρζής Στάθης - Φυσικός ΥΣΕΦΕ 2013 -2014 Γενικό Λύκειο Νυδριού

160 - Ισορροπία δυνάμεων

Σε αυτό το πείραμα θα δημιουργήσουμε και θα μετρήσουμε

δυνάμεις σε δύο σώματα, χρησιμοποιώντας

τον εξοπλισμό του εργαστηρίου.

Θα χρησιμοποιήσουμε ένα μαγνήτη και ένα μεταλλικό δακτύλιο …

… μια μεταλλική βάση στήριξης με μεταλλικές ράβδους, ένα σύνδεσμο και ένα σφιγκτήρα, για να στερεώσουμε τον αισθητήρα της δύναμης του Multilog ...

… την ζυγαριά ακριβείας του εργαστηρίου, ...

… το Multilog με τον αισθητήρα της δύναμης ...

… και τον Η/Υ του εργαστηρίου.

Ξεκινάμε φτιάχνοντας μια διάταξη,που αποτελείται από έναν μικρό μεταλλικό δακτύλιο ...

… και ένα μικρό κομμάτι πετονιάς, με το οποίο τον συνδέουμε στην μια του άκρη.

Συναρμολογούμε, τώρα, την βάση στήριξης,με την μικρή μεταλλική ράβδο …

… και χρησιμοποιούμε τον σφιγκτήρα,για να στερεώσουμε καλά την μεταλλική βάση.

Ανοίγουμε το Multilog …

… και συνδέουμε τον αισθητήρα της δύναμης με το ειδικό καλώδιο σύνδεσης,

από την μια άκρη ...

… ενώ την άλλη άκρη του καλωδίου, τη συνδέουμε στο Multilog.

Πατάμε « Port » και βλέπουμε στην οθόνη

« My Sensors », που σημαίνει ότι

ο αισθητήρας έχει εγκατασταθεί σωστά …

… και ύστεραπατώντας « Range»

επαληθεύουμε το εύρος τιμών,

για τον συγκεκριμένο αισθητήρα.

Προσαρμόζουμε τον αισθητήρα της δύναμης στην μεταλλική ράβδο …

… και στερεώνουμε καλά, σφίγγοντας την πλαστική βίδα του.

Ξεκινάμε το πρόγραμμα DB –Lab ...

… που επικοινωνεί με το Multilog και το Computer.

Πάμε στο μενού « Καταγραφέας », στην επιλογή « Πίνακας Ελέγχου » …

… και κάνουμε ρυθμίσεις δειγματοληψίας

και συνολικής χρονικής διάρκειας του πειράματος.

Ανοίγουμε την ζυγαριά …

.. και ζυγίζουμε το μεταλλικό δακτύλιο και τον μαγνήτη μας. Βρίσκουμε :

m = 5,8 g ή m = 0,0058 Kgm = 45,4 g ή m = 0,0454 Kg

Ξεκινάμε το Multilog ...

.. και ελέγχουμε την ακρίβεια του αισθητήρα, χωρίς να έχουμε καμιά ανάρτηση πάνω του.

Αναρτούμε τον μεταλλικό δακτύλιο με την πετονιά,

από τον μικρό γάντζο που έχει ο αισθητήρας …

… και κατόπιν στερεώνουμε τον μαγνήτη …

… σε επαφή με τον δακτύλιο.

Μετράμε την δύναμη που ασκείται στην πετονιά …

Τ = 0,51 Ν

Κάνοντας το σχήμα του πειράματος, στον πίνακα …

Τ

Β

… βλέπουμε ότι οι δύο δυνάμεις, σαν ίσες και αντίθετες …

… μπορούν να μετρηθούν, και να μας δώσουν, με υπολογισμό, μια τιμή για την συνολική μάζα των δύο σωμάτων.

Χρησιμοποιώντας την « Αριθμομηχανή », του Η/Υ του εργαστηρίου …

Τ = 0,51 Ν g = 9,81 m/s2

… διαιρούμε την δύναμη με την μέση τιμή της επιτάχυνσης της βαρύτητας …

m1+m2 = 0,05198 g

… και βρίσκουμε την συνολική μάζα των δύο σωμάτων :

… όταν η ζυγαριά μας έχει δώσει :

m1+m2 = 0,05198 g

m1+m2 = 0,05120 g

Το σφάλμα των υπολογισμών μας βρίσκεται πολύ κοντά στο Σ = 1,5 % …

Τέλος πειράματος ...