Pohyb zrychlený Mgr. Miluše Hamplová EU OPVK ICT2-2/ICT16 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/ICT16 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 NázevPohyb zrychlený Očekávaný výstupProcvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - oborVolitelné předměty - Informatika Klíčová slovaPohyb zrychlený, zrychlení 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 VMČerven 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 1.2

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.

Trocha teorie na úvod Odkazy na webové stránky Znalost externích odkanu není nutná pro úspěšné provedení měření, ale tyto informace jsou vybrány pro rozšíření znalostí a mají mnohdy charakter zajímavostí související s tématem měření. Některé stránky obsahují informace značně přesahující učivo základních škol, ale přesto jsou částečně pochopitelné a vhodné i pro tu věkovou skupinu. Pohyb rovnoměrný přímočarý jev technické praxi poměrně vzácný. Stejně tak pohyb přímočarý rovnoměrně zrychlený není příliš častým jevem. Jako příklad můžeme uvést rozjíždění dopravních prostředků,nebo start rakety.Vždy se jedná o rovnoměrnost a přímočarost jen po krátkou dobu. Působí zde rušivé vlivy, tření, odpor prostředí, nerovnoměrnosti v síle vyvolávající pohyb i změny směru pohybu. Proto při našem následném pokusu bylo jako zdroj pohybu zvoleno závaží volně padající k zemi. Tím je zajištěn prohyb závaží se stálým zrychlením (gravitační zrychlení). Převod tohoto pohybu na vozík je však problém. Ke tření na kladce a dráze dochází vždy a nemusí být nutně vždy stejné po celou dobu pohybu. Přímočarost pohybu je zajištěna kolejnicemi po kterých se vozí pohybuje. Tato měření jsou obvykle problematická, zrychlení nejsou příliš velká, délka dráhy a tím i doba měření není také obvykle dostatečně velká.

Senzor Go!Motion Go! Motion je vlastně Sonar - čidlo polohy a pohybu připojené přímo pomocí rozhraní USB k počítači. Toto čidlo vysílá ultrazvukové pulzy, které po odrazu od předmětu umožní zjistit vzdálenost (rychlost pohybu).

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 Sestavíme dráhu pro vozík podle následujících fotografií. Vozík se pohybuje na kolejnicích pro snížení tření. Kladla přes kterou je veden provázek by měla mít také malé tření. Závaží na konci provázku bude padat k zemi volným pádem, bude se tedy pohybovat pohybem zrychleným. Při svém pohybu uvede závaží do pohybu i vodík, který by se měl také pohybovat pohybem zrychleným. Měření provedeme pomocí akcelerometru upevněného na vozíku a vzdálenost, kterou vozík urazil, budeme měřit pomoci sonaru Go!Motion. Obě zařízení jsou také schopna určovat zrychlení. Měření v tomto případě nebylo zcela průkazné. Při pozorování je patrné že vozík se pohybuje pohybem zrychleným. Vlastní naměření hodnoty již nejsou tak jasné. Projevuje se zde několik faktorů. Především tření, dráha je také příliš krátká. Při výrazně delší dráze by bylo měrní průkaznější. Na delší dráze vozík dosáhne větší rychlosti i zrychlení.Nastavění sonaru je také obtížné. Někdy zachytí pohyb kabelu který vychází z akcelerometru. Tento kabel může také ovlivnit pohyb vozíku. Domníváme se, že při dostatečně volném kabelu je toto ovlivnění minimální. Při větším počtu měření lze získat uspokojivější výsledky. Toto měření lze však hodnotit jako obtížnější a výsledky méně průkazné.

Celkový pohled na sestavenou dráhu s vozíkem a čidly Akcelerometr Sonar Go!Motion Materiál tlumící náraz Kladka Závaží

Náraz vozíku na konci dráhy Pohyb vozíku po drázeVozík stojí na konci dráhy