Přeměna potenciální energie na kinetickou Mgr. Miluše Hamplová EU OPVK ICT2-2/ICT08 Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Určeno pouze pro výuku Žádná část ani celek nesmí být použit pro komerční účely

Identifikátor materiálu: EU OPVK ICT2-2/ICT08 ŠkolaZákladní škola Olomouc, Heyrovského 33 Číslo projektuCZ.1.07/1.4.00/ Název projektuMáme šanci číst, zkoumat a tvořit AnotaceŽáci si upevní a prohloubí znalosti při samostatné práci AutorMgr. Miluše Hamplová NázevPřeměna potenciální energie na kinetickou Očekávaný výstupProcvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - oborVolitelné předměty - Informatika Klíčová slovaTepelného záření, povrch tělesa, barva tělesa Druh učebního materiáluPrezentace Druhy interaktivity Měření fyzikálních veličin s pomocí počítače, motivace, procvičení a ověření znalostí využití počítače v technické praxi. Cílová skupinaŽáci Stupeň a typ vzděláváníZákladní škola II. stupeň Typická věková skupina8. a 9. ročník ZŠ Datum / období vzniku VMÚnor 2013

Ovládání Doplnění učiva, zajímavosti - externí odkaz (nutné aktivní připojení) Pro zobrazení průběhu měření je nutný nainstalovaný Adobe Flash Player Možno nainstalovat zde: / / V tomto typu prezentace jsou odkazy na externí internetové stránky, odkazy je nutno občas aktualizovat. Proto se stejné prezentace mohou vyskytovat v různých verzích. Kompletní dynamický záznam měření je součástí prezentace. Toto řešení není zrovna obvykle, ale v tomto případě má informační i metodický význam. Pokud by záznam měření nefungoval korektně (problém s flashplayer) jsou přiloženy i statické záznamy měření. Verze 1.3

Obsah Metodické poznámky Teorie Senzor Postup Ukázky naměřených grafů Záznam měření

Metodické poznámky Cílem této práce je umožnit žákům seznámení se značně opomíjeným využití výpočetní techniky v technické praxi. Žáci většinou dobře znají využití počítačů pro komunikaci, hry, zpracování textových a grafických souborů. Chápou vytváření webových stránek, vyhledávání informací i používání komunitních sítí. Opomíjená však často zůstává velká oblast využití počítačů pro měření fyzikálních a technických veličin i řízení procesů. Zde se žáci mohou prakticky nezmámit s tímto aspektem využití počítačů. Dalším vedlejším efektem je posílení mezipředmětových vztahu mezi informatikou, fyzikou, matematikou a pracovními činnostmi. Přírodovědnému a technickému vzdělání se v poslední době začíná znovu věnovat větší pozornost. Žáci jsou vedeni k samostatné práci, řešení problémů a skupinové práci. Učitel zde zastává funkcí vedoucího experimentu a dbá na bezpečnost žáků i správné použití měřící techniky. Podle interaktivního návodu žáci většinou zvládnou získat požadované výsledky samostatně (případně ve skupině) jen s minimální pomocí učitele. Připojení senzorů někdy vyžaduje radu učitele, měřící software žáci zvládají většinou dobře, ovládání je intuitivní a standardní.

Senzor Low-g Accelerometer Akcelerometr - čidlo malých zrychlení (5 g) Citlivý akcelometr (měřič zrychlení), použitelný do 5g. Měří zrychlení ve směru šipky. Měření je možno zobrazit v jednotkách ms -2, N/kg, g. Jedno g je zrychlení o velikosti gravitačního zrychlení 9,8 ms -2. Bez poškození vydrží přibližně 1000g, ale měří jen do 5g!

Senzor připojíme k počítači pomoci rozhraní Go!Link Rozhraní Go!Link umožňuje připojit analogové senzory k počítači přes USB rozhraní.

Postup měření Postup měření je zde jednoduchý, ale výklad naměřených hodnot podstatně obtížnější. Nakloněnou rovinu (dráhu s kolejnicemi pro vozík) budeme postupně zvedat na jednom konci. Sklon dráhy se tímto způsobem zvětšuje a tím i rychlost vozíku. Při nárazu vozíku do stejné překážky (má stejné deformační účinky) můžeme porovnávat záporné zrychlení – zpomalení vozíku. Hmotnost vozíku se nemění a délka dráhy zůstává také stejná, mění se jen výška vozíku nad zemí (vodorovnou plochou stolu). Vozík je na počátku pokusu v klidu (kinetická energie je nulová) a má potenciální energii W p = mgh. Na konci pokusu (po nárazu do překážky) se jeho potenciální energie snížila, ale jeho kinetická energie se zvýšila W k = mv 2. Pokud zanedbáme tření a předpokládáme, že se jedná o pohyb rovnoměrně zrychlený lze ze změn zrychlení s jistou obezřetnosti tvrdit, že kinetická energie se s narůstající hodnotou h také zvětšuje. A zase velmi zjednodušeně lze tvrdit že je to na úkor energie potenciální. Tedy jedna energie se přeměňuje ve druhou. Bylo by asi efektnější a pochopitelnější nechat padat těleso kolmo dolů. Velkost zrychlení však velmi snadno přesáhne rozsah akcelerometru. Přímo měřit rychlost pohybu je obtížné. Akcelerometr je malý a lehký, dá se snadno upevnit na pohybující se těleso, pokud pohyb nemá velký rozsah (délka přívodu senzoru).

Výška 1 (10 cm) Výška 2 (14 cm) Výška 3 (19 cm)