Ευθύγραμμη Ομαλά Επιταχυνόμενη Κίνηση με το DB – Lab 3.2
Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012 Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος
Όλα τα πλαίσια και οι γραφικές παραστάσεις είναι από το βιβλίο της Φυσικής Α΄Λυκείου – σελ. 43 - 62
Στο εργαστήριό μας, για να μελετήσουμε το φαινόμενο της επιταχυνόμενης κίνησης θα χρησιμοποιήσουμε …
Το MutliLog και τον αισθητήρα της απόστασης …
Μία βάση στήριξης, σφιγκτήρα, μικρή μεταλλική ράβδο και σύνδεσμο …
Ένα αμαξίδιο, σφιγκτήρα, τροχαλία και ένα νήμα της στάθμης …
Μερικά βάρη, διαφόρων μαζών, ( 500 g και 1000 g )…
… και το πρόγραμμα DB – Lab 3.2
Συναρμολογούμε τον αισθητήρα στη βάση και στηρίζουμε καλά πάνω στο πάγκο …
Ανοίγουμε το MultiLog …
… και συνδέουμε τον αισθητήρα της απόστασης …
Πατώντας «Port», βλέπουμε στην οθόνη «Distance»…
Ανοίγουμε στον υπολογιστή το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …
Από το μενού «Καταγραφέας» επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου» …
… και επιλέγουμε στα «Σημεία» - 20 , ενώ στο «Ρυθμός» - 10/sec …
Στη μία άκρη του πάγκου, τοποθετούμε την βάση με τον αισθητήρα της απόστασης…
Σφίγγουμε καλά την τροχαλία στον πάγκο …
... και μετά στερεώνουμε το νήμα και το βάρος πάνω στη τροχαλία …
Τοποθετούμε κατάλληλα τον αισθητήρα, ώστε να βρίσκεται σε απόσταση πάνω από 40cm από το αμαξίδιο, για να ενεργοποιηθεί σωστά …
Τοποθετούμε το αμαξίδιο σε θέση και βάζουμε και το απαραίτητο «φρένο», για την αναμονή … Σημειώνουμε εδώ, ότι δεν έχουμε βάλει κανένα βάρος πάνω στο αμαξίδιο …
Πρέπει να προσέξουμε την ευθεία, έτσι ώστε να «πιάνει» ο αισθητήρας σωστά την «πλάτη» του αμαξιδίου…
Φροντίζουμε να ευθυγραμμίσουμε την όλη διάταξη, για να έχουμε όσο το δυνατόν πιο ευθύγραμμη κίνηση…
Ξεκινάμε τις μετρήσεις …
… και το πρόγραμμα μας δίνει το αποτέλεσμα…
Παρατηρούμε ότι η γραφική παράσταση, σε σύγκριση με αυτή του βιβλίου, δείχνει ότι όντως η κίνηση του αμαξιδίου είναι ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση …
Δοκιμάζουμε με βάρος ενός κιλού, 1000 g, πάνω στο αμαξίδιο …
… και παίρνουμε μετρήσεις …
Αρκετά καλή και αυτή η προσέγγιση, σε σύγκριση με αυτή του βιβλίου, δείχνει ότι η κίνηση του αμαξιδίου είναι ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση …
Δοκιμάζουμε τώρα με βάρος 2 κιλών, 2000 g, πάνω στο αμαξίδιο …
… και ξαναπαίρνουμε μετρήσεις …
Επειδή το αμαξίδιο κινείται πιο αργά, για να ολοκληρώσει την κίνησή του, αλλάζουμε και επιλέγουμε στα «Σημεία» - 50 , ενώ αφήνουμε στο «Ρυθμός» - 10/sec …
Και αυτή η γραφική παράσταση , σε σύγκριση με αυτή του βιβλίου, δείχνει ότι η κίνηση του αμαξιδίου είναι ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση …
Δοκιμάζουμε τώρα με βάρος 3 κιλών, 3000 g, πάνω στο αμαξίδιο …
… και παίρνουμε πάλι μετρήσεις …
Επειδή το αμαξίδιο κινείται ακόμη πιο αργά, για να ολοκληρώσει την κίνησή του, αλλάζουμε και επιλέγουμε στα «Σημεία» - 100 , ενώ αφήνουμε στο «Ρυθμός» - 10/sec …
Και αυτή η γραφική παράσταση , σε σύγκριση με αυτή του βιβλίου, δείχνει ότι η κίνηση του αμαξιδίου είναι ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση …
Δοκιμάζουμε με βάρος 4 κιλών, 4000 g, πάνω στο αμαξίδιο …
… και αυξάνουμε και το βάρος στο νήμα της στάθμης…
Στο μενού «Ανάλυση» επιλέγουμε «Παράγωγος» …
Ενώ σε αυτά τα σημεία η ταχύτητα είναι σταθερή …
… και παίρνουμε το γράφημα της ταχύτητας, ( η μορφή εξαρτάται από τον ρυθμό δειγματοληψίας ) , εδώ θυμίζουμε ότι είναι 10/sec …
Σε αυτά τα σημεία η αύξηση της ταχύτητας είναι γραμμική …
Πάλι από το μενού «Ανάλυση» επιλέγουμε «Παράγωγος» … … και παίρνουμε το γράφημα της επιτάχυνσης …
Παρατηρούμε ότι σε ορισμένα σημεία η τιμή της επιτάχυνσης είναι ίδια, περίπου δηλαδή σταθερή, για να μιλήσουμε με μεγάλη ακρίβεια …
Το πρόγραμμα DB-Lab 3.2 διαθέτει και κάποιες άλλες πολύ χρήσιμες επιλογές, έτσι δοκιμάζουμε άλλο ένα πείραμα με αυτόν τον ρυθμό δειγματοληψίας …
Ξαναδοκιμάζουμε, λοιπόν, με το αμαξίδιο χωρίς κανένα βάρος …
Το βάρος παραμένει, όπως προηγούμενα, μαζί με το βάρος του νήματος της στάθμης…
Στο μενού «Ανάλυση» επιλέγουμε «Διάστημα» και από εκεί «Ταχύτητα» …
Στο γράφημα της ταχύτητας, βλέπουμε ότι αυξάνει γραμμικά, άρα η κίνηση είναι ομαλά επιταχυνόμενη …
Στο μενού «Ανάλυση» μπορούμε να επιλέξουμε «Προσαρμογή καμπύλης», και, στη συνέχεια, με τον δείκτη του ποντικιού, να επιλέξουμε το κομμάτι της γραφικής παράστασης που θέλουμε να επεξεργαστούμε …
Στο μενού «Ανάλυση» μπορούμε ακόμα να επιλέξουμε «Προσομοίωση Εκτέλεσης», και να επαναλάβουμε όλη την πορεία του πειράματος, με παύσεις κατά επιλογή …
Τέλος, στο μενού «Προβολή» μπορούμε να επιλέξουμε «Άλλες Απεικονίσεις», και να δείξουμε τα δεδομένα του πειράματος και με άλλους τρόπους …
.. τέλος πειράματος…