Δευτέρα, 28 Νοεμβρίου 2016

Ευθύγραμμη Ομαλά Μεταβαλλόμενη Κίνηση

(Σε συνεργασία με τον σύμβουλο των ΠΕ4 κ Γκοτζαρίδη Χρήστο)

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ
1)Εργαστηριακό αμαξίδιο
2) Ticker timer μπαταρίας
3)Νήμα 1 μέτρο
4)Στατώ στο ύψος του τραπεζιού
5)Χάρακας
6)Χαρτί μιλιμετρέ
7) Βαράκι  2 των 50 γραμμαρίων
8)Σφιγκτήρα τύπου G

ΕΚΤΕΛΕΣΗ

Στερεώνουμε  το Ticker timer στη άκρη του τραπεζίου  με τον σφιγκτήρα τύπου G
Θα πρέπει να είναι καλά στερεωμένο Δένουμε ή κολλάμε με κολλητική ταινία το νήμα πάνω στο αμαξίδιο.
 Την άλλη άκρη την περνάμε στην άκρη του στατώ που είναι στη ίδια ευθεία με την χαρτοταινία του Ticker timer και  έχουμε δεμένα τα δυο βαράκια

Στην άκρη του τραπεζίου στερεώνουμε στατώ (αντί τροχαλίας) στο ύψος του τραπεζίου


Θέτουμε σε κίνηση το ticker timer  και αφήνουμε ταυτόχρονα τα βαράκια στη άλλα άκρη του νήματος
Δεχόμαστε πως κάθε 10 χτυπήματα είναι και 1 δευτερόλεπτο.
Μετράμε με τον χάρακα ανά δέκα κτυπήματα που αντιστοιχεί σε 1 s
Σε ηλεκτρικό  ticker timer  επειδή έχει συχνότητα 50 xertz το κάθε χτύπημα είναι 0,02s
Χρησιμοποιούμε τον χάρακα για την μέτρηση των 10 χτυπημάτων πάνω στην χαρτοταινία


Για την ταχύτητα
Στο 1ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση  είναι     5,2 cm=5,2 10-2 m
Στο 2ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση είναι      9,8 cm=9,8 10-2 m
Στο 3ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση  είναι  14,4 cm=14,4 10-2 m
Στο 4ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση είναι    18,6 cm =18,6 10-2 m
Στο 5ο χρονικό διάστημα η μετατόπιση είναι     22 cm =22 10-2 m

U 0-1 --------- Δx/Δt=5,2 cm/ s  =5,210-2 m/s
U 1-2 ----------Δx/Δt=9,8/1 cm/ s = 9,81 10-2 m/s
U 2-3  -------- Δx/Δt =14,4/cm/ s=14,4 10-2 m/s
U 3-4 ------------- Δx/Δt =18,6/cm/ s= 18,610-2 m/s
U 4-5  -------------Δxt =22 cm/ s = 22 10-2 m/s


Για την επιτάχυνση
αUt

Στο 1ο  s  α1=5,2 cm/s=5,2 10-2 m/s
Στο 2ο  s   α2=4,6 cm/s2  =4,6 10-2 m/s
Στο 3ο  s   α3=4,6 cm/s2       = 4,6 10-2 m/s
Στο 4ο   s  α4=4,2 cm/s2      = 4,210-2 m/s
Στο 5ο   s   α5=3,4 cm/s2      =10-2 m/s
Η τελευταία τιμή φαίνεται να αποκλίνει αρκετά από τις προηγούμενες επειδή σταμάτησε το αμαξίδιο χειροκίνητα για να μην πέσει από το τραπέζι. Μπορεί και να εξαιρεθεί



Διάγραμμα επιτάχυνσης-χρονου

Για την μετατόπιση

Στο τέλος του 1ου έχει διανύσει   (0+ 5,2 ) = 5,2cm      ή    5,2 10-2 m
Στο τέλος του 2ου έχει διανύσει  (5,2+9,8)= 15 cm       ή  15  10-2 m
Στο τέλος του 3ου  έχει διανύσει  (15+14,4)=29,4cm    ή  29,4 10-2 m
Στο τέλος του 4ου έχει διανύσει    (29,4+18,6)=48 cm    ή  48 10-2 m
Στο τέλος του 5ου έχει διανύσει    (48+22)     =70 cm     ή 70  10-2 m



Κατασκευή διαγράμματος λουρίδων

Διάγραμμα ταχύτητα χρόνου

Κόβουμε προσεκτικά  την χαρτοταινία ακριβώς στις κουκίδες (ανά 10)
Έτσι χωρίσαμε τη ταινία σε λουρίδες με 10 στιγμοδιαστήματα
Κολλάμε τις λουρίδες την μία δίπλα στην άλλη όπως φαίνεται στη φωτογραφία


Συνδέουμε με μία γραμμή τις κουκίδες . Αφού η κάθε λουρίδα ισούται με την μετατόπιση του κινητού κάθε 10 τικ (0,2 s) το διάγραμμα που κατασκευάσαμε είναι διάγραμμα ταχύτητας –χρόνου

Από το διάγραμμα εξάγουμε και  τα εξής συμπεράσματα:
1)Η κλίση της ευθείας γραμμής μας δίνη  την τιμή ενός μεγέθους. Ποιο??
2)Το εμβαδόν της επιφανείας που καταλαμβάνουν οι λουρίδες μας δίνη την τιμή ενός μεγέθους. Ποιο??

Διάγραμμα μετατόπισης- χρόνου

Κόβουμε προσεκτικά  την χαρτοταινία ακριβώς στις κουκίδες (ανά 10)
Έτσι χωρίσαμε τη ταινία σε λουρίδες με 10 στιγμοδιαστήματα
Κολλάμε τις λουρίδες την μία ως συνέχεια της άλλης (διαγωνίως)  όπως φαίνεται στη φωτογραφία


Αφού η κάθε λουρίδα ισούται με την μετατόπιση του κινητού κάθε 10 τικ (0,2 s) το διάγραμμα που κατασκευάσαμε είναι διάγραμμα μετατόπισης  –χρόνου

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου