Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος 2008 – 2012 Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος

Ευθύγραμμη Ομαλά Επιταχυνόμενη Κίνηση με το DB – Lab 3.2

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…

... και μετά στερεώνουμε το νήμα και το βάρος πάνω στη τροχαλία …

Σφίγγουμε καλά την τροχαλία στον πάγκο …

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 …

Τοποθετούμε κατάλληλα τον αισθητήρα, ώστε να βρίσκεται σε απόσταση πάνω από 40cm από το αμαξίδιο, για να ενεργοποιηθεί σωστά …

Φροντίζουμε να ευθυγραμμίσουμε την όλη διάταξη, για να έχουμε όσο το δυνατόν πιο ευθύγραμμη κίνηση…

Πρέπει να προσέξουμε την ευθεία, έτσι ώστε να «πιάνει» ο αισθητήρας σωστά την «πλάτη» του αμαξιδίου…

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» …

… 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 …

Ενώ σε αυτά τα σημεία η ταχύτητα είναι σταθερή …

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…