Реєстрація рухів за допомогою Cobra SMARTsense

Схема досліду

Рух можна розуміти як зміну положення або відстані до тіла відліку. Такі рухи описують графіками шляху від часу, швидкості від часу або прискорення від часу.

При цьому прискорення - це похідна швидкості за часом, а швидкість, своєю чергою, - похідна шляху за часом.

Попередні знання

Учні вже мають бути знайомі зі змістом графіків шляху від часу, швидкості від часу та прискорення від часу і знати, як ці графіки пов'язані між собою та як їх тлумачити.

Принцип

Учні рухають вимірювальний візок рукою по напрямній доріжці. Візок при цьому рухається відносно своєї початкової точки, і цей рух відбувається в часі. Пройдений шлях залежно від часу обчислюють за початковою швидкістю і прискоренням (якщо воно є) під час руху:

Навчальна мета

У цьому досліді учні мають інтуїтивно осягнути різницю між прискореним і неприскореним рухом. Особливий наголос - на тому, щоб учні освоїлися з графіками шляху від часу.

Завдання

1. Провести візок по напрямній доріжці якомога сталішою швидкістю (лінійна зміна відстані).
2. Рухати візок спершу зі сталою швидкістю, а від середини доріжки - з різними швидкостями.
3. Зупинити візок під час рівномірного руху.
4. Розганяти візок якомога рівномірніше.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Додаткові зауваги
Датчик руху вимірює відстані лише приблизно від . Тому підставка має стояти приблизно за від початку вимірювальної доріжки.

Швидкісний потяг Intercity Express на прямій ділянці

Рух узагалі означає зміну положення з часом. Так, потягом ти в пізніший момент часу від'їдеш далі й, можливо, прибудеш на іншу станцію. Якщо рух хочуть показати на графіку, з якого можна, наприклад, зчитати, у який момент часу потяг був у якій точці маршруту, для цього беруть графіки шляху від часу.

У цьому досліді ти рухаєш вимірювальний візок рукою по напрямній доріжці й вимірюєш графіки шляху від часу для різних видів руху, щоб зрозуміти, як вони виникають і як їх тлумачити.

1. Рухай вимірювальний візок рукою по напрямній доріжці зі сталою швидкістю і виміряй при цьому графік шляху від часу. Потім повтори дослід, але від середини доріжки веди візок повільніше. Повтори ще раз і цього разу від середини веди його швидше.
2. Проведи візок доріжкою зі сталою швидкістю і посередині раптово зупини. Після короткої паузи веди його далі до кінця.
3. Насамкінець проведи візок по напрямній доріжці так, щоб він рухався дедалі швидше.

iOS

Android

Windows

Закріплення паперу разом з утримувальним болтом на вимірювальному візку

Поклади напрямну доріжку на стіл.

Візьми вимірювальний візок і закріпи на ньому утримувальний болт.

На утримувальному болті закріпи саморобний екран із паперу та клейкої стрічки, щоб датчик руху добре бачив візок.

Постав вимірювальний візок на напрямну доріжку.

Схема досліду

Постав достатньо високу підставку (наприклад, моторизований вимірювальний візок, якщо він є) для датчика руху приблизно за 20 см від початку вимірювальної доріжки і поклади на неї датчик руху так, щоб його можна було добре навести на екран, закріплений на візку.

Увімкни датчик руху й відкрий measureAPP. Вибравши датчик руху в меню "Sensor", його можна під'єднати до measureAPP. Перевір, чи правильно наведено датчик: проведи візок доріжкою і простеж, чи надійно вимірюються відстані.

Дані вимірювання шляху від часу в measureAPP

• У графічному режимі після запуску вимірювання рух візка записується наживо.
• Щоб потім знову переглянути виміряні дані, збережи їх натисканням кнопки з текою поряд із кнопкою «Пуск/Стоп». Аж тоді переходь до наступного пункту завдання.
• Для кожного з названих на наступній сторінці пунктів запускай окреме вимірювання і рухай візок так, як зазначено. Запускай вимірювання якомога одночасно з початком руху і зупиняй його якомога швидше після досягнення кінця доріжки.

Дані вимірювання шляху від часу в measureAPP

1. Рухай вимірювальний візок рукою по напрямній доріжці зі сталою швидкістю і запиши графік шляху від часу. Повтори вимірювання, але від середини доріжки веди візок з меншою сталою швидкістю. Повтори вимірювання ще раз, а від середини веди його швидше.
2. Проведи візок доріжкою зі сталою швидкістю і посередині раптово зупини. Після короткої паузи веди його далі до кінця.
3. Тепер проведи візок доріжкою так, щоб він поволі рухався дедалі швидше.

Схема досліду

Опрацювавши окремі кроки, ти можеш порівняти вигляд графіків шляху від часу залежно від виконаного руху.

Для цього знову відкрий виміряні дані. Збережені серії вимірювань ти знайдеш у розділі "Manage".

Зосередься при цьому на наведених нижче питаннях. Вони завжди стосуються різних графіків шляху від часу.