Інформація для вчителів
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 складніший, застосовують, наприклад, щоб виміряти середню швидкість окремих автомобілів на довшій ділянці дороги.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні мають знати, як працює світловий бар'єр.
Зауваження до складання й виконання:
Швидкість вимірювального візка може сильно залежати від заряду батарейок чи акумуляторів візка.
Принцип
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 вчителів (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 учнів
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 | Cobra SMARTsense - світловий бар'єр, 0 … ∞ с (Bluetooth) | 12909-00 | 1 |
| 2 | Напрямна доріжка, l = 900 мм | 11606-00 | 1 |
| 3 | Масштабна лінійка, l = 500 мм, самоклейна | 03005-00 | 2 |
| 4 | Вимірювальний візок із приводом | 11061-00 | 1 |
| 5 | Затемнювальна шторка для вимірювального візка з приводом | 11061-03 | 1 |
| 6 | Перехідна пластина для вилкоподібних фотоворіт, компактних | 11207-22 | 2 |
| 7 | measureAPP - безкоштовне вимірювальне програмне забезпечення для всіх пристроїв | 14581-61 | 1 |
Складання (1/4)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання (2/4)
Кріплення затемнювальної шторки
Закріпи затемнювальну шторку на вимірювальному візку і постав його з одного кінця на пласку напрямну.
Складання (3/4)
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 (4/4)
Простеж, щоб світловий бар'єр із позначкою «B» був заднім. Потім з'єднай обидва бар'єри кабелем із джеком і увімкни їх. Вибери світлові бар'єри в measureAPP у розділі «Сенсори», а в меню, що з'явиться, - «Час проходження».
Постав пусковий світловий бар'єр (A) на позначку 20 см на напрямній, а зупинний бар'єр (B) - на позначку 30 см, щоб між ними було 10 см шляху.
Виконання (1/4)
Налаштування швидкості на візку
- Постав повзунковий регулятор швидкості на візку в положення найменшої швидкості (крайнє ліве).
Виконання (2/4)
Початок вимірювання
- Вибери в measureAPP цифровий вигляд показу, щоб виміряні часи подавалися числами.
- Потім почни вимірювання.
Виконання (3/4)
Запуск візка
- Тепер запусти візок перемикачем напряму руху в потрібний бік.
- Моменти часу, коли візок після початку вимірювання проходив світлові бар'єри, виводяться як виміряні значення. Заверши вимірювання в застосунку.
- Візьми різницю обох значень, щоб дістати час руху візка між бар'єрами, і заокругли до сотих часток секунди (два знаки після коми).
- Запиши це значення в таблицю 1 у протоколі.
Виконання (4/4)
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