Τριβή ολίσθησης σε κεκλιμένο επίπεδο με τη χρήση MultiLog

Τριβή ολίσθησης σε κεκλιμένο επίπεδο με τη χρήση του MultiLog στη Φυσική Α? ΓΕΛ

 

Τριβή ολίσθησης σε κεκλιμένο επίπεδο με τη χρήση του MultiLog.

 

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Τριβόμετρο (ΜΣ.285.0) ή ένα ράφι από ντουλάπι, για κεκλιμένο επίπεδο (π.χ. από τα ντουλάπια πάνω από τους νιπτήρες, διαστάσεων 105cm μήκους και 22,5cm πλάτους)

2. Ξύλινο παραλληλεπίπεδο (π.χ. το κουτί με τα μαγνητάκια, από το ξύλινο βαλιτάκι -σετ πηνίων ? μαγνητών, διαστάσεων ΜxΠxΥ=13,5cmx5,5cmx3cm και μάζας 162g)

3. Δύο βάσεις παραλληλόγραμμες (ΓΕ.010.0)

4. Δύο σφιγκτήρες τύπου G (ΓΕ.050.0)

5. Τρεις ράβδοι μεταλλικές (ΓΕ.030.2)

6. Δύο σύνδεσμοι απλοί (ΓΕ.020.0)

7. Δύο τούβλα (για να μην επιτρέπουν στο κεκλιμένο επίπεδο να γλιστρά)

8. Ζυγός ηλεκτρονικός (ΓΕ.130.0)

9. Μεζούρα

10. Μοιρογνωμόνιο (ΓΕ.200.0) ) ή Αεροστάθμη (ΜΡ.035.0) με δυνατότητα μέτρησης γωνιών

11. Αριθμομηχανή, για τις πράξεις

12. Αισθητήρας θέσης (ΛΑ.625.0) και καλώδιο (sensor cable)

13. MultiLog (Data Logger) ? Συγχρονική διάταξη φορητή, κεντρική μονάδα (ΛΑ.610.0)

14. Η/Υ με εγκατεστημένο το λογισμικό DB-Lab 3.2, για επεξεργασία των μετρήσεών μας

 

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

P Για κεκλιμένο επίπεδο αντί για το ράφι από τα ντουλάπια, που προτείνουμε, θα μπορούσαμε να έχουμε την οριζόντια επιφάνεια ενός θρανίου ή οποιαδήποτε άλλη επίπεδη επιφάνεια, που να έχει μήκος τουλάχιστον 1m.

P Επειδή ο αισθητήρας θέσης εμφανίζει υψηλή κατανάλωση ρεύματος, συνίσταται κατά την χρήση του, το MultiLog να τροφοδοτείται από τον ΑC/DC μετασχηματιστή.

P Οι παρακάτω οδηγίες δίνονται έχοντας το MultiLog συνδεδεμένο στον Η/Υ και βλέποντας απ? ευθείας ότι καταγράφεται στην οθόνη του υπολογιστή, μέσω του προγράμματος DB-Lab 3.2.

P Οι ενδείξεις «?» αντιστοιχούν σε επιλογές πλήκτρων και οι ? σε επιλογές μέσα σε ανοικτά παράθυρα του λογισμικού

 

Πειραματική διαδικασία trivi me multilog

1. Συναρμολογούμε τη διάταξη του διπλανού σχήματος φροντίζοντας η κλίση του επιπέδου να είναι λίγο μεγαλύτερη από τη γωνία τριβής.

Αν η γωνία τριβής ήταν 20? τώρα δίνουμε κλίση π.χ. 21?.

(Η πειραματική διάταξη με εξαίρεση το MultiLog με τον αισθητήρα θέσης είναι η ίδια με αυτή στο πείραμα υπολογισμού της τριβής σε κεκλιμένο επίπεδο με την κλασική μέθοδο).

2. Στερεώνουμε τον αισθητήρα θέσης στο ανώτερο σημείο του κεκλιμένου επιπέδου με την επιφάνεια του, που εκπέμπει το ηχητικό σήμα, κάθετα στη διεύθυνση κίνησης του σώματος. Η στερέωση θα μπορούσε να γίνει π.χ. με ένα αυτοκόλλητο διπλής όψεως. Η αρχική θέση του σώματος πρέπει να είναι σε απόσταση μεγαλύτερη από 40cm από τον αισθητήρα.

3. Συνδέουμε στην υποδοχή Ι/Ο-1 του MultiLog τον αισθητήρα θέσης.

4. Αφού συνδέσουμε το MultiLog με τον Η/Υ, το ανοίγουμε από το πλήκτρο ΟΝ και για μερικά δευτερόλεπτα παρακολουθούμε να κάνει το εναρκτήριο τεστ [που όταν ολοκληρωθεί εμφανίζεται στην οθόνη του MultiLog V6.1 Ready ημερομηνία].

5. Από το λογισμικό DB-Lab 3.2 επιλέγουμε «Καταγραφέας», «Πίνακας Ελέγχου».

6. Στο παράθυρο του «Πίνακα Ελέγχου» επιλέγουμε Είσοδος 1 " Διάστημα, Σημεία " 200 (ή 500), Ρυθμός " 50/sec (ή 100/sec).

7. Κρατάμε το σώμα ακίνητο σε απόσταση μεγαλύτερη από 40cm από τον αισθητήρα και στο παράθυρο του «Πίνακα Ελέγχου», που είναι ανοικτό επιλέγουμε «Λήψη Δεδομένων».

8. Μόλις ακούσουμε τον χαρακτηριστικό ήχο που παράγει ο αισθητήρας όταν ενεργοποιείται αφήνουμε το σώμα να ολισθήσει και παρακολουθούμε στην οθόνη του Η/Υ να σχηματίζεται η γραφική παράσταση θέσης ? χρόνου.

9. Στη παραπάνω γραφική παράσταση επιλέγουμε με δύο δείκτες (με διπλό κλικ εμφανίζεται κάθε δείκτης) την περιοχή του γραφήματος που αντιστοιχεί στην κίνηση του σώματος.

10. Επιλέγουμε «Προβολή», «Μεγέθυνση» και στην οθόνη του Η/Υ έχουμε μόνο το επιλεγμένο τμήμα του γραφήματος.

11. Στη συνέχεια επιλέγουμε «Προβολή», «Οθόνη» και στο παράθυρο «Επιλογές Μορφής Παραθύρου» που ανοίγει στα Χαρακτηριστικά Γραφήματος τσεκάρουμε στο Πάχος γραμμής " Τίποτα και στο Σύμβολο " . (τελεία), ώστε στο γράφημα να εμφανίζονται μόνο τα πειραματικά σημεία και όχι συνεχής γραμμή.

12. Για να βρούμε τη συνάρτηση 2ου βαθμού επιλέγουμε «Ανάλυση», «Περισσότερα», και εμφανίζεται το παράθυρο «Επεξεργασία».

13. Στο παράθυρο «Επεξεργασία», πηγαίνουμε στη Συνάρτηση, βρίσκουμε και επιλέγουμε Τετραγωνική παλινδρόμηση. Μετά την επιλογή αυτή εμφανίζεται κάτω από το γράφημα η συνάρτηση 2ου βαθμού που αντιστοιχεί στην επιταχυνόμενη κίνηση του σώματος στο κεκλιμένο επίπεδο. Υπολογίζουμε την επιτάχυνση από τον διπλάσιο συντελεστή του δευτεροβάθμιου όρου της συνάρτησης, π.χ. α=2·0,0915m/s2=0,183m/s2, γιατί x=x0+a·(t-t0)2.

14. ΣFx=m·a m·g·ημφ?Τ=m·a Τ=m·g·ημφ?m·a

ΣFy=0 N-m·g·συνφ=0 N=m·g·συνφ

και Τ=μ·Ν m·g·ημφ?m·a=μ·m·g·συνφ

g·ημφ?a=μ·g·συνφ μ=εφφ-(α/g·συνφ)

Αντικαθιστώντας την α στον παραπάνω τύπο βρίσκουμε τον συντελεστή τριβής ολίσθησης:

π.χ. μ=0,384-(0,183/9,8·0,934)=0,364.

15. Συγκρίνουμε το αποτέλεσμα με αυτό που βρήκαμε ακολουθώντας την κλασική μέθοδο υπολογισμού του συντελεστή τριβής ολίσθησης και αιτιολογούμε τις πιθανές διαφοροποιήσεις.

 

 


Ε.Κ.Φ.Ε. Καρδίτσας Σερ. Μπίτσιος τηλ. 2441 079 170 - 1 fax: 2441 079 172 e-mail: Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε. website: http://ekfe.kar.sch.gr

Το υλικό της σελίδας σε αρχεία για αποθήκευση: 1. Οδηγός ΕΚΦΕ (doc) 2. Εικόνες