Інформація для вчителя
Застосування
Конвеєрна стрічка
Прямолінійний рівномірний рух у техніці трапляється всюди, де щось рівномірно переміщують з одного місця в інше, - наприклад, на конвеєрах: тут предмет чи матеріал рухається в незмінному напрямі зі сталою швидкістю, яку задає стрічка.
За допомогою двох світлових бар'єрів можна визначити середню швидкість, яку тіло має між ними. Цей спосіб вимірювання, дещо ускладнений, застосовують, наприклад, щоб виміряти середню швидкість окремих автомобілів на довшій ділянці дороги.
Інша інформація для вчителя (1/2)
Попередні знання
Принцип
Учні мають знати, як працює світловий бар'єр. Корисний також перший досвід роботи з таймером 2-1.
Зауваження до складання й виконання:
Швидкість вимірювального візка може досить сильно залежати від заряду батарейок чи акумуляторів візка.
Вимірювальний візок рухає електродвигун, і візок їде напрямною зі сталою швидкістю. Отже, за незмінного налаштування швидкості візка щоразу вимірюються ті самі часи затемнення, а отже й ті самі швидкості.
Інша інформація для вчителя (2/2)
Навчальна мета
Учні мають опрацювати властивості прямолінійного рівномірного руху і навчитися визначати швидкість як відношення експериментально - з вимірювань шляху й часу (графік шляху від часу) для вимірювального візка з приводом. Учні мають побачити, що в цьому досліді швидкість на вимірюваній ділянці стала.
Завдання
- Вимірювання часу, потрібного експериментальному візку на певний відрізок, за допомогою двох світлових бар'єрів на початку і в кінці цього відрізка.
- Обчислення швидкості за виміряним часом між перекриттям одного і другого світлового бар'єра та за пройденим шляхом.
- Побудова й обговорення графіка шляху від часу.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учня
Мотивація
Конвеєрна стрічка
Як ти знаєш, швидкість описує властивість руху й показує, як швидко чи повільно з одного місця дістаються до іншого. У автомобілів на дорозі швидкість весь час змінюється. Типовий приклад руху зі сталою швидкістю - конвеєри, які в багатьох галузях є зручним засобом перевезення різноманітних вантажів.
Ними, наприклад, подають породу чи вугілля з шахт або користуються в логістиці великих транспортних компаній. Вантаж на конвеєрі рухається зі сталою швидкістю. У цьому досліді ти навчишся визначати прямолінійний рівномірний рух.
Завдання
- Виміряй час , потрібний експериментальному візку на певний відрізок , за допомогою двох світлових бар'єрів на початку і в кінці цього відрізка.
- За виміряним часом між перекриттям одного і другого світлового бар'єра та довжиною шляху обчисли щоразу частку .
- Подай знайдені закономірності графічно.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Вимірювальний візок із приводом | 11061-00 | 1 |
| 2 | Затемнювальна шторка для вимірювального візка з приводом | 11061-03 | 1 |
| 3 | PHYWE Таймер 2-1 | 13607-99 | 1 |
| 4 | Вилкоподібний світловий бар'єр, компактний | 11207-20 | 2 |
| 5 | Перехідна пластина для вилкоподібних фотоворіт, компактних | 11207-22 | 2 |
| 6 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, червоний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-01 | 2 |
| 7 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, жовтий, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-02 | 2 |
| 8 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, синій, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-04 | 2 |
| 9 | Напрямна доріжка, l = 900 мм | 11606-00 | 1 |
Складання (1/4)
Кріплення затемнювальної шторки
Закріпи затемнювальну шторку на вимірювальному візку і постав його з одного кінця на пласку напрямну.
Складання (2/4)
З'єднання світлового бар'єра з перехідними пластинами
Пригвинти перехідні пластини до обох вилкоподібних світлових бар'єрів так, щоб їх було зручно поставити біля напрямної, а шторка на візку могла проходити крізь бар'єри, ні за що не зачіпаючись.
Складання (3/4)
Під'єднання вилкоподібного світлового бар'єра до таймера 2-1
З'єднай обидва світлові бар'єри з вимірювачем часу.
Повзунковий перемикач над полем із написом «Start» переведи на вимірювачі часу в праве положення.
Складання (4/4)
Налаштування приладу
Постав поворотний перемикач у третє положення зліва. Тоді прилад показує час, що минув між перекриттям першого і другого світлового бар'єра. У цьому досліді це час, за який візок проїхав відстань між обома бар'єрами.
Постав світлові бар'єри на відстані 10 см один від одного. При цьому пусковим має бути той бар'єр, що ближчий до вимірювального візка. Крім того, пусковий бар'єр має стояти щонайменше за кілька сантиметрів від візка. Щоб виміряти відстань між бар'єрами, орієнтуйся на їхні середні шви і користуйся мірною стрічкою на напрямній.
Виконання (1/3)
Налаштування швидкості на візку
- Постав повзунковий регулятор швидкості на візку в положення найменшої швидкості (крайнє ліве).
- Натисни на таймері 2-1 кнопку «Reset».
Виконання (2/3)
Запуск візка
- Тепер запусти візок перемикачем напряму руху в потрібний бік.
- Коли шторка вимірювального візка пройде обидва світлові бар'єри, таймер 2-1 покаже виміряний час.
- Запиши виміряне значення в таблицю 1 у протоколі.
Виконання (3/3)
Запуск візка
- Повтори дослід для відстаней 20 см, 30 см, 50 см і 60 см. Ці виміряні значення теж запиши в таблицю 1 у протоколі.
- Тепер постав регулятор швидкості на вимірювальному візку приблизно в середнє положення.
- Виміряй часи, потрібні візку на ділянки 10 см, 20 см, 30 см, 50 см і 60 см.
- Ці виміряні значення теж запиши в таблицю 1.
Протокол
Таблиця 1
Внеси у відповідну таблицю виміряні значення часу руху за малої швидкості і за середньої швидкості . Потім за пройденими шляхами і відповідними часами обчисли швидкість як частку і теж внеси її.
s = 10 см: t_1 [с]:
s = 10 см: v_1 [см/с]:
s = 10 см: t_2 [с]:
s = 10 см: v_2 [см/с]:
10
20
30
50
60
10
20
30
50
60
s = 20 см: t_1 [с]:
s = 20 см: v_1 [см/с]:
s = 20 см: t_2 [с]:
s = 20 см: v_2 [см/с]:
s = 30 см: t_1 [с]:
s = 30 см: v_1 [см/с]:
s = 30 см: t_2 [с]:
s = 30 см: v_2 [см/с]:
s = 50 см: t_1 [с]:
s = 50 см: v_1 [см/с]:
s = 50 см: t_2 [с]:
s = 50 см: v_2 [см/с]:
s = 60 см: t_1 [с]:
s = 60 см: v_1 [см/с]:
s = 60 см: t_2 [с]:
s = 60 см: v_2 [см/с]:
Завдання 1
Візьми аркуш паперу і побудуй на ньому графік. На цьому графіку відклади пройдений шлях (вісь ) залежно від часу (вісь ).
Накресли криві для малої і для середньої швидкості.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Питання
У таблиці 1 ти обчислив швидкість як відповідне відношення .
Які твердження справджуються для цього досліду?
Таблиця 2
Ця таблиця стосується частини досліду із середньою швидкістю вимірювального візка.
Для наведених у таблиці ділянок внеси в другий стовпець потрібні часи, які візок витрачає саме на ці ділянки.
delta s = 20 см - 10 см = 10 см: Delta t [с]:
delta s = 20 см - 10 см = 10 см: Delta s / Delta t [см/с]:
20 - 10 = 10
30 - 20 = 10
50 - 30 = 20
60 - 50 = 10
Для цього подивися в таблиці 1 часи руху, які візок витратив до відповідної відстані, і візьми різницю часів .
У третій стовпець внеси швидкість на ділянці ().
delta s = 30 см - 20 см = 10 см: Delta t [с]:
delta s = 30 см - 20 см = 10 см: Delta s / Delta t [см/с]:
delta s = 50 см - 30 см = 20 см: Delta t [с]:
delta s = 50 см - 30 см = 20 см: Delta s / Delta t [см/с]:
delta s = 60 см - 50 см = 10 см: Delta t [с]:
delta s = 60 см - 50 см = 10 см: Delta s / Delta t [см/с]:
Завдання 5
Питання
Завдання 6
Питання