Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Прямолінійний рівномірний рух мало пов'язаний із повсякденням і трапляється загалом рідко, бо на нас зазвичай постійно діють сили, а отже й прискорення.
Рухи, які в реальності майже прямолінійні й рівномірні, - це, наприклад, потяг на прямій ділянці колії або вантаж на конвеєрі.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Принцип
Учні мають уміти розрізняти миттєву і середню швидкість та обчислювати їх із заданого шляху й відомого часу.
Вимірювальний візок із приводом у межах однієї серії вимірювань їде напрямною зі сталою швидкістю. Відповідно з виміряних значень щоразу виходять ті самі миттєві й середні швидкості.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
У цьому досліді учні мають докладніше познайомитися із законами прямолінійного рівномірного руху. Зокрема, вони мають упевненіше поводитися з графічним поданням цих законів.
Завдання
Учні пускають вимірювальний візок із приводом напрямною спершу на найменшій швидкості, а потім на середній. При цьому вимірюють час, потрібний візку, щоб подолати відрізок. Відстань між світловими бар'єрами змінюють. Для кожної відстані визначають середню й миттєву швидкість.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Швидкісний потяг Intercity Express на прямій ділянці
Прямолінійний рівномірний рух мало пов'язаний із повсякденням і трапляється нам загалом рідко, бо на нас зазвичай постійно діють сили, а отже й прискорення. Проте закони, які за ним стоять, такі самі універсальні, як і для прискорених рухів, тільки простіші для розуміння.
Рухи, які в реальності майже точно прямолінійні й рівномірні, - це потяги, що їдуть прямою ділянкою зі сталою швидкістю, або рейсові літаки, коли вони вийшли на крейсерську швидкість.
У цьому досліді ти розберешся з принципом прямолінійного рівномірного руху.
Завдання
Пусти вимірювальний візок із приводом напрямною спершу на найменшій швидкості, а потім на середній.
Щоразу вимірюй час, потрібний візку на різні відрізки. Для цього змінюй відстань між світловими бар'єрами. Визнач для кожної відстані середню й миттєву швидкість.
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 (1/5)
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 (2/5)
Кріплення затемнювальної шторки на вимірювальному візку
Закріпи затемнювальну шторку на вимірювальному візку і постав його з одного кінця напрямної.
Регулятор швидкості при цьому має стояти в найнижчому положенні (крайнє ліве).
Складання (3/5)
Кріплення вилкоподібних світлових бар'єрів на перехідних пластинах
З'єднай вилкоподібні світлові бар'єри з перехідними пластинами так, щоб бар'єри було зручно поставити вздовж напрямної, а затемнювальна шторка візка проходила крізь них, ні за що не зачіпаючись.
Складання (4/5)
Простеж, щоб світловий бар'єр, позначений "", був заднім із двох.
З'єднай обидва світлові 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».
Після цього вибери ще цифрове відображення виміряних значень.
Складання (5/5)
Розташування світлових бар'єрів
Постав пусковий світловий бар'єр () на позначку 20 см на напрямній, а зупинний світловий бар'єр () - на позначку 30 см, щоб між обома бар'єрами було шляху.
Виконання (1/4)
Запуск вимірювального візка
- Тепер запусти перше вимірювання, а потім - візок перемикачем напряму руху в потрібний бік.
- Моменти часу, коли візок пройшов світлові бар'єри після початку вимірювання, виводяться як результати вимірювання.
- Потім заверши вимірювання і знайди різницю двох значень - це час руху візка між бар'єрами. Запиши одержане значення тривалості між обома світловими бар'єрами в таблицю 1 у протоколі!
Виконання (2/4)
Запуск вимірювального візка
- Повтори вимірювання для положень заднього світлового бар'єра (тобто для відстаней від пускового бар'єра ).
- Пусковий світловий бар'єр (A) протягом усього досліду лишається на позначці 20 см.
- Запиши всі одержані значення часу руху в таблицю 1 у протоколі.
Виконання (3/4)
Зміна режиму вимірювання в measureAPP
- Тепер прибери перший світловий бар'єр від напрямної так далеко, щоб шторка візка його не перекривала.
- У меню «Налаштування» натисни «Режим» і вибери «Затемнення», щоб змінити режим роботи - тоді світлові бар'єри вимірюватимуть час затемнення, з якого ти потім наближено обчислиш миттєву швидкість.
- Повтори вимірювання для всіх положень другого світлового бар'єра з попередньої серії. Щоразу запускай нове вимірювання і відпускай візок котитися напрямною. Виміряні значення часу також внось у таблицю 1 у протоколі.
Виконання (4/4)
Схема досліду
- Тепер постав регулятор швидкості на вимірювальному візку з батарейками приблизно в середнє положення.
- Потім повтори обидві серії вимірювань із тими самими відстанями й положеннями світлових бар'єрів, що й раніше на найменшій швидкості.
- Запиши одержані значення в таблицю 2 у протоколі.
- Порада: не забувай щоразу вибирати в measureAPP потрібне налаштування.
Протокол
Таблиця 1
Внеси в таблицю обчислені значення часу руху і часу затемнення для відповідних відрізків на найменшій швидкості. Потім обчисли середню швидкість і миттєву швидкість , де ширина шторки .
ds = 10 см: dt [с]:
ds = 10 см: vd [см/с]:
ds = 10 см: t [с]:
ds = 10 см: vm [см/с]:
ds = 20 см: dt [с]:
ds = 20 см: vd [см/с]:
ds = 20 см: t [с]:
ds = 20 см: vm [см/с]:
10
20
30
40
50
ds = 30 см: dt [с]:
ds = 30 см: vd [см/с]:
ds = 30 см: t [с]:
ds = 30 см: vm [см/с]:
ds = 40 см: dt [с]:
ds = 40 см: vd [см/с]:
ds = 40 см: t [с]:
ds = 40 см: vm [см/с]:
ds = 50 см: dt [с]:
ds = 50 см: vd [см/с]:
ds = 50 см: t [с]:
ds = 50 см: vm [см/с]:
Таблиця 2
Внеси в таблицю обчислені значення часу руху і часу затемнення для відповідних відрізків на середній швидкості. Потім обчисли середню швидкість і миттєву швидкість , де ширина шторки .
ds = 10 см: dt [с]:
ds = 10 см: vd [см/с]:
ds = 10 см: t [с]:
ds = 10 см: vm [см/с]:
ds = 20 см: dt [с]:
ds = 20 см: vd [см/с]:
ds = 20 см: t [с]:
ds = 20 см: vm [см/с]:
10
20
30
40
50
ds = 30 см: dt [с]:
ds = 30 см: vd [см/с]:
ds = 30 см: t [с]:
ds = 30 см: vm [см/с]:
ds = 40 см: dt [с]:
ds = 40 см: vd [см/с]:
ds = 40 см: t [с]:
ds = 40 см: vm [см/с]:
ds = 50 см: dt [с]:
ds = 50 см: vd [см/с]:
ds = 50 см: t [с]:
ds = 50 см: vm [см/с]:
Завдання 1
Візьми аркуш паперу і побудуй на ньому графік. На цьому графіку відклади пройдений шлях і миттєву швидкість (вісь ) залежно від часу руху (вісь ) для обох налаштувань швидкості.
Завдання 2
Схема досліду
Які форми кривих виходять для графіків s/t і v/t? Графік s/t: ____ функція. Графік v/t: ____ функція.
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Питання