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: 

 

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 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)

Πρόσθετες Πληροφορίες