Εικονικό εργαστήριο στην ελεύθερη πτώση - Υπολογισμός g ενός άγνωστου πλανήτη
Σε αυτό το εικονικό εργαστήριο γίνεται μια προσπάθεια το εργαστήριο να γίνει στην οθόνη του υπολογιστή χωρίς φύλλο εργασίας.
Βρισκόμαστε σε κάποιον πλανήτη και θέλουμε να υπολογίσουμε την επιτάχυνση της βαρύτητας g.
Για αυτό τον λόγο χρησιμοποιούμε ένα σώμα πάχους dx που το βάζουμε να εκτελέσει ελεύθερη πτώση.
Αφήνουμε το σώμα ελεύθερο από κάποια θέση και από κάτω τοποθετούμε μια φωτοπύλη που μετράει το χρόνο διέλευσής dt. Εκτελούμε το πείραμα 5 φορές (προτεινόμενες θέσεις φωτοπύλης: 0.2 , 0.4, 0.6 , 0.8 και 1m).
Η θέση του σώματος y και η ταχύτητά του συνδέονται με τη σχέση:
- Να επιλέξει την ομάδα του (από 1 έως 25), είτε θα είναι μόνος του είτε με έναν άλλο συμμαθητή του.
- τοποθετεί τη φωτοπύλη σε μια απόσταση y κάτω από το σώμα π.χ. 0,2m
- ξεκινάει την ελεύθερη πτώση ("Έναρξη") και παίρνει την ένδειξη της φωτοπύλης dt
- γράφει τις τιμές του y και του dt στον Πίνακα Τιμών (το πρόγραμμα από το dt και το πάχος του σώματος dx υπολογίζει για αυτή τη θέση την ταχύτητα υ και το τετράγωνο υ2
- κάνει το ίδιο για άλλες τέσσερις αποστάσεις y της φωτοπύλης (προτείνονται οι θέσεις 0.4m , 0.6m, 0.8m και 1m.
- εμφανίζει τα 5 σημεία στη γραφική y-υ2 και τα τοποθετεί στη σωστή θέση
- εμφανίζει την ευθεία και την ρυθμίζει ώστε να περνάει πάνω ή ανάμεσα από τα σημεία
- εμφανίζει το τρίγωνο κλίσης της ευθείας, μετράει τις κάθετες πλευρές του και τις τοποθετεί στο πρόγραμμα το οποίο υπολογίζει την κλίση της ευθείας.
- Επειδή αυτή η κλίση είναι και το μέγεθος 1/2g , υπολογίζει το g και το γράφει πάνω στη προσομοίωση.
- παίρνει ένα αντίγραφο οθόνης (με Print Screen και επικόλληση στη ζωγραφική) και το στέλνει στον καθηγητή.
Η προσομοίωση του εργαστηρίου: Εικονικό εργαστήριο - Ελεύθερη πτώση.
(οι τιμές του g που θα υπολογίσουμε θα είναι διαφορετική για κάθε ομάδα και έχει ένα εύρος από 8 έως 12,5 m/s2)
Εικονικό εργαστήριο - Νόμος του Hooke
Σε αυτό το εικονικό εργαστήριο γίνεται μια προσπάθεια το εργαστήριο να γίνει στην οθόνη του υπολογιστή χωρίς φύλλο εργασίας.
Ο μαθητής πρέπει να κάνει τα εξής:
- Να επιλέξει την ομάδα του (από 1 έως 25), είτε θα είναι μόνος του είτε με έναν άλλο συμμαθητή του.
- τοποθετεί μια μάζα 100g (που είναι βάρος 0,98N ή με μια μικρή προσέγγιση 1Ν)
- μετράει την επιμήκυνση του ελατηρίου
- γράφει τις τιμές στον Πίνακα Τιμών
- κάνει το ίδιο για τις υπόλοιπες τέσσερις μάζες.
- εμφανίζει τα 5 σημεία στη γραφική και τα τοποθετεί στη σωστή θέση
- εμφανίζει την ευθεία και την ρυθμίζει ώστε να περνάει ανάμεσα από τα σημεία
- υπολογίζει την κλίση της ευθείας που είναι και η σταθερά του ελατηρίου Κ.
Η προσομοίωση του εργαστηρίου: Εικονικό εργαστήριο - Νόμος του Hooke
Εικονικό εργαστήριο - Χαρακτηριστική καμπύλης πηγής ΙΙ
Σε αυτό το εικονικό εργαστήριο γίνεται μια προσπάθεια το εργαστήριο να γίνει στην οθόνη του υπολογιστή χωρίς φύλλο εργασίας.
Ο μαθητής κάνει τα εξής:
- αρχικά επιλέγει την ομάδα του (από 1 έως 25) (είτε θα είναι μόνος του είτε με έναν άλλο συμμαθητή του)
- στο κύκλωμα συνδέει το βολτόμετρο (στα άκρα της πηγής) και το αμπερόμετρο
- κλείνει τον διακόπτη Δ.
- Εάν μεταβάλει την τιμή της αντίστασης R τότε οι ενδείξεις των οργάνων αλλάζουν
- καταγράφει αυτές τις τιμές στον Πίνακα Τιμών
- επαναλαμβάνει τη διαδικασία άλλες πέντε φορές
- εμφανίζει τα 6 σημεία στη γραφική Vπ-I και τα τοποθετεί στη σωστή θέση
- εμφανίζει την ευθεία και την ρυθμίζει ώστε να περνάει ανάμεσα από τα σημεία
- από την ευθεία μπορεί να υπολογίσει την ΗΕΔ της πηγής Ε και το ρεύμα βραχυκύκλωσης Ιβ. Έπειτα μπορεί να υπολογίσει την εσωτερική αντίσταση της πηγής r.
Εικονικό εργαστήριο - Νόμος του Ohm
Σε αυτό το εικονικό εργαστήριο γίνεται μια προσπάθεια το εργαστήριο να γίνει στην οθόνη του υπολογιστή χωρίς φύλλο εργασίας.
Ο μαθητής κάνει τα εξής:
- αρχικά επιλέγει την ομάδα του (από 1 έως 25) (είτε θα είναι μόνος του είτε με έναν άλλο συμμαθητή του)
- στο κύκλωμα συνδέει το βολτόμετρο και το αμπερόμετρο
- ανοίγει το τροφοδοτικό και κλείνει τον διακόπτη Δ.
- επιλέγει μια τάση στο τροφοδοτικό και παίρνει τις ενδείξεις των οργάνων
- καταγράφει αυτές τις τιμές στον Πίνακα Τιμών
- επαναλαμβάνει τη διαδικασία άλλες τέσσερις φορές
- εμφανίζει τα 5 σημεία στη γραφική V-I και τα τοποθετεί στη σωστή θέση
- εμφανίζει την ευθεία και την ρυθμίζει ώστε να περνάει ανάμεσα από τα σημεία
- υπολογίζει την κλίση της ευθείας που είναι και η αντίσταση του αντιστάτη R.
Η προσομοίωση του εργαστηρίου: Εικονικό εργαστήριο - νόμος του Ohm
Εικονικό εργαστήριο - Α.Δ.Ο και υπολογισμός άγνωστης μάζας
Σε αυτό το εικονικό εργαστήριο γίνεται μια προσπάθεια το εργαστήριο να γίνει στην οθόνη του υπολογιστή χωρίς φύλλο εργασίας. Το εργαστήριο αποτελείται από 2 πειράματα.
1ο Πείραμα - Επιβεβαίωση της Α.Δ.Ο.
Σε ένα οριζόντιο επίπεδο υπάρχουν δύο οχήματα μάζας 0,6kg και το καθένα μπορεί να φορτώνεται με επιπλέον μάζες των 0,6kg. Το ένα όχημα έχει ελατήριο το οποίο συμπιέζεται, κλειδώνει και απελευθερώνεται με ένα χτύπημα. Αν τα 2 οχήματα βρίσκονται σε επαφή, τότε με την απελευθέρωση του ελατηρίου, τα οχήματα κινούνται προς τις αντίθετες κατευθύνσεις έως ότου σταματήσουν στα εμπόδια που έχουν τοποθετηθεί στα άκρα του επιπέδου.
Εάν Ισχύει η Α.Δ.Ο. θα πρέπει να ισχύει:
Αν τα οχήματα φθάσουν ταυτόχρονα στα άκρα του επιπέδου, τότε κινούνται για τον ίδιο χρόνο t και ισχύει:
Το συμπέρασμα είναι ότι αν ισχύει η σχέση (2) τότε θα ισχύει και η Α.Δ.Ο.
Ο μαθητής κάνει τα εξής:
- αρχικά επιλέγει την ομάδα του (από 1 έως 25) (είτε θα είναι μόνος του είτε με έναν άλλο συμμαθητή του)
- χρησιμοποιεί οχήματα με διαφορετική συνολική μάζα και προσπαθεί να βρει τη θέση στην οποία με την απελευθέρωση του ελατηρίου τα οχήματα θα φθάσουν ταυτόχρονα στα άκρα του επιπέδου.
- μετράει με τον χάρακα τις αποστάσεις x1 και x2
- συμπληρώνει τον Πίνακα Τιμών
- Το πρόγραμμα υπολογίζει τα γινόμενα m1x1 και m2x2.
- Ο μαθητής διαπιστώνει (μικρές) αποκλίσεις στα γινόμενα m1x1 και m2x2 (το πρόγραμμα επίσης υπολογίζει αυτήν την απόκλιση)
Τέλος ο μαθητής παίρνει μια εικόνα της οθόνης του υπολογιστή (με PrintScreen ή Win+Shift+S), την επεξεργάζεται σε ένα πρόγραμμα ζωγραφικής και τη στέλνει στον καθηγητή.
2ο Πείραμα - Υπολογισμός μια άγνωστης μάζας Μ που έχει φορτωθεί στο 2ο όχημα
Εάν τα οχήματα φθάνουν ταυτόχρονα στα άκρα ισχύει η σχέση (2) η οποία τώρα γράφεται ως εξής:
Εάν μεταβάλουμε τη μάζα του 1ου οχήματος τότε αυτή είναι ανάλογη του πηλίκου x2/x1.
Η γραφική παράσταση m1 - x2/x1 θα δώσει μια ευθεία που η κλίση της τα είναι ίση με m2+M.
Ο μαθητής κάνει τα εξής:
- αρχικά επιλέγει την ομάδα του (από 1 έως 25) όπως στο πείραμα 1
- επιλέγει τη μάζα του 1ου οχήματος (το δεύτερο είναι φορτωμένο με την άγνωστη μάζα M) και προσπαθεί να βρει τη θέση των οχημάτων στην οποία όταν απελευθερωθεί το ελατήριο αυτά φθάνουν ταυτόχρονα στα δύο εμπόδια
- μετράει με τον χάρακα τις αποστάσεις x1 και x2
- συμπληρώνει τον Πίνακα Τιμών με τα m1, x1 και x2 (το πρόγραμμα υπολογίζει τον λόγο x2/x1)
- εμφανίζει τα 5 σημεία στη γραφική και τα τοποθετεί στις κατάλληλες θέσεις
- εμφανίζει την ευθεία και την ρυθμίζει να περνάει από πάνω ή ανάμεσα από τα σημεία
- εμφανίζει το τρίγωνο κλίσης και υπολογίζει την κλίση της ευθείας που είναι η μάζα m2+M
- υπολογίζει τη μάζα Μ και τη γράφει στο πρόγραμμα.
Τέλος ο μαθητής παίρνει μια εικόνα της οθόνης του υπολογιστή (με PrintScreen ή Win+Shift+S), την επεξεργάζεται σε ένα πρόγραμμα ζωγραφικής και τη στέλνει στον καθηγητή.
Η προσομοίωση του εργαστηρίου είναι: Εικονικό εργαστήριο Α.Δ.Ο. - υπολογισμός άγνωστης μάζας