Ψθφιακόσ χρονομετρθτισ με φωτοπφλεσSELAB Timer

Γουρηισ Στάκθσ – ΦυςικόσΣυνεργάτθσ ΕΚΦΕ Λευκάδοσ 2008 – 2011Εργαςτιριο Φυςικϊν Επιςτθμϊν 2ου Λυκείου Λευκάδοσ

Μια από τισ πιο χριςιμεσ και πρϊιμεσ παρατθριςεισ του ανκρϊπου ιταν και αυτι τθσπεριοδικισ αλλαγισ των εποχϊν, πράγμα που πολφ πικανόν να οδιγθςε ςτθν διαπίςτωςθ τθσ φπαρξθσ του χρόνου.

Ο χρόνοσ είναι και αυτόσ ζνα μζγεκοσ για τθν Φυςικι, που βζβαια μετράμε κακθμερινά με διάφορουσ τρόπουσ, όμωσ πολφ δφςκολα μποροφμε να τον προςδιορίςουμε τόςο με τα λόγια όςο και ςαν ζννοια, μζςα ςτο μυαλό μασ.

Το μόνο που ςίγουρα όλοι γνωρίηουμε είναι ότι «κυλάει» ι αλλιϊσ «περνάει» και ότι είναι ο καλφτεροσ τρόποσ για να δει κάποιοσ τα πράγματα γφρω του να αλλάηουν .

Εκτόσ από τα θλιακά ρολόγια, τισ κλεψφδρεσ και τα ρολόγια χειρόσ, ο άνκρωποσ επινόθςε και άλλου τφπου χρονομετρθτζσ, για να μπορεί να μετρά τον χρόνο με ακρίβεια.

Αυτό χρειάηεται να γίνεται όχι μόνο για θμερολογιακοφσ λόγουσ, αλλά και για πειραματικοφσλόγουσ, για λόγουσ παρατιρθςθσ και μελζτθσ των διαφόρων φαινομζνων.

Τόςο ςτο μικρόκοςμο, τον κόςμο του ατόμου, όςο και ςτον μακρόκοςμο, το ςφμπαν, θ ακρίβεια είναι ςθμαντικόσ παράγοντασ μάκθςθσ και αςφαλοφσ εξαγωγισ ςυμπεραςμάτων.

Ζνασ από τουσ πιο ςφγχρονουσ χρονομετρθτζσ και καταγραφείσ διαςτθμάτων χρόνου,είναι και ο SELAB Timer του εργαςτθρίου Φυςικϊν Επιςτθμϊν.

Ο χρονομετρθτισ SELAB περιλαμβάνει βζβαια και ζνα manual οδθγιϊν, όπου μποροφμε να βροφμε και μια ςειρά πειραμάτων, ςτα οποία χρθςιμοποιείται ο ςυγκεκριμζνοσ χρονομετρθτισ μαηί με τισ 3 φωτοπφλεσ που διακζτει.

Ξεκινάμε να μετράμε χρόνο πατϊντασ «Resolution» … … και ςταματάμε πάλι

πατϊντασ «Resolution» …

… καταγραφι …

Για να μετριςουμε χρόνο, όπωσ δείχνουν και οι οδθγίεσ …

Καμία φωτοπφλθ ςυνδεδεμζνθ

Μποροφμε να αλλάξουμε τθν ακρίβεια με τθν οποία παρουςιάηονται οι μετριςεισ μασ, πατϊντασ επανειλθμμζνα πάλι το «Resolution» ….

Συνδζουμε τθν φωτοπφλθ και μετά ανοίγουμε τοSELAB …

1ο - Πείραμα με το εκκρεμζσ

Παίρνουμε μετριςεισ με βάςθ τισ οδθγίεσ του χρονομετρθτι και για μικρζσ γωνίεσ ( ≤ 3ο )

Για 5 διαφορετικά μικθ ( 1 – 0,8 – 0,6 – 0,4 – 0,2 m ) κα πάρουμε 9 μετριςεισ κάκε φορά και κα τισ επεξεργαςτοφμε με βάςθ τουσ τφπουσ του εκκρεμοφσ και τθ γεωμετρία …

… ζωσ

Μία φωτοπφλθ ςυνδεδεμζνθ

Το SELAB μετρά χρόνουσ που αντιςτοιχοφν ςε περιόδουσ κίνθςθσ τθσ ςφαίρασ …

2ο - Πείραμα ελεφκερθσ πτϊςθσ

Συνδζουμε τισ 2 φωτοπφλεσ και μετά ανοίγουμε το SELAB …

Αφινουμε τθν ςφαίρα με προςοχι, λίγο πάνω από τθν 1θ φωτοπφλθ και ξεκινάμε τισ μετριςεισ μασ.

Χρόνοσ διζλευςθσ από τθν πρϊτθ φωτοπφλθ

Χρόνοσ διζλευςθσ από τθν δεφτερθ φωτοπφλθ

Χρόνοσ διζλευςθσ από τθν πρϊτθ μζχρι τθν δεφτερθ φωτοπφλθ

Ο χρόνοσ πτϊςθσ περιλαμβάνει και τουσ 3 χρόνουσ, εδϊ είναι 0,320 s

Δφο φωτοπφλεσςυνδεδεμζνεσ

Μποροφμε από τουσ χρόνουσ που μετράμε να υπολογίςουμε ταχφτθτα και επιτάχυνςθ …

3ο - Πείραμα μζτρθςθσ ροπισ αδράνειασ

Τοποκζτθςθ των φωτοπυλϊν με βάςεισ ςτιριξθσ, ράβδουσ και ςυνδζςμουσ ςε ςυγκριμζνα ςθμεία και φψθ ….

Ο μετροφμενοσ χρόνοσ μεταξφ των δφο χαραγϊν είναι ο t 1->2

4ο - Πείραμα μελζτθσ κίνθςθσ φυςαλίδασ

Παραδείγματα φυςαλίδων …

Στθ 1θ εικόνα είναι ο χρόνοσ διζλευςθσ τθσ φυςαλίδασ από τθν 1θ φωτοπφλθ και ςτθ 2θ εικόνα ο χρόνοσ διζλευςθσ από τθν δεφτερθ φωτοπφλθ.

Η 3θ εικόνα μασ δείχνει τον χρόνο ανάμεςα που χρειάςτθκε θ φυςαλίδα μασ για να πάει από τθ μια φωτοπφλθ ςτθν άλλθ …

Επειδι όλοι οι χρόνοι είναι ςε sec, παρατθροφμε τθν διαφορά ανάμεςα ςτουσ χρόνουσ 1 και 2 .

1 2

3

Το SELAB μασ λζει ότι θ κίνθςθ είναι επιταχυνόμενθ …

5ο - Πείραμα μελζτθσ κίνθςθσ

Συνδζουμε τισ 3 φωτοπφλεσ και μετά ανοίγουμε το SELAB …

Αφινουμε τθν ςφαίρα με προςοχι, λίγο πάνω από τθν 1θ φωτοπφλθ και ξεκινάμε τισ μετριςεισ μασ.

Τρεισ φωτοπφλεσςυνδεδεμζνεσ

Ζνα παράδειγμα είναι να βάλουμε τισ τρεισ φωτοπφλεσ ςε ίςθ γνωςτι απόςταςθ μεταξφ τουσ …

Μποροφμε από τουσ χρόνουσ που μετράμε να υπολογίςουμε ταχφτθτα και επιτάχυνςθ …

Τζλοσ παρουςίαςθσ …