Ευθύγραμμη Ομαλά Μεταβαλλόμενη Κίνηση

(Σε συνεργασία με τον σύμβουλο των ΠΕ4 κ Γκοτζαρίδη Χρήστο)

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ

1)Εργαστηριακό αμαξίδιο

2) Ticker timer μπαταρίας

3)Νήμα 1 μέτρο

4)Στατώ στο ύψος του τραπεζιού

5)Χάρακας

6)Χαρτί μιλιμετρέ

7) Βαράκι  2 των 50 γραμμαρίων

8)Σφιγκτήρα τύπου G

ΕΚΤΕΛΕΣΗ

Στερεώνουμε  το Ticker timer στη άκρη του τραπεζίου  με τον σφιγκτήρα τύπου G
Θα πρέπει να είναι καλά στερεωμένο Δένουμε ή κολλάμε με κολλητική ταινία το νήμα πάνω στο αμαξίδιο.

 Την άλλη άκρη την περνάμε στην άκρη του στατώ που είναι στη ίδια ευθεία με την χαρτοταινία του Ticker timer και  έχουμε δεμένα τα δυο βαράκια

Στην άκρη του τραπεζίου στερεώνουμε στατώ (αντί τροχαλίας) στο ύψος του τραπεζίου

Θέτουμε σε κίνηση το ticker timer  και αφήνουμε ταυτόχρονα τα βαράκια στη άλλα άκρη του νήματος

Δεχόμαστε πως κάθε 10 χτυπήματα είναι και 1 δευτερόλεπτο.

Μετράμε με τον χάρακα ανά δέκα κτυπήματα που αντιστοιχεί σε 1 s

Σε ηλεκτρικό  ticker timer  επειδή έχει συχνότητα 50 xertz το κάθε χτύπημα είναι 0,02s

Χρησιμοποιούμε τον χάρακα για την μέτρηση των 10 χτυπημάτων πάνω στην χαρτοταινία

Για την ταχύτητα

Στο 1^ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση  είναι     5,2 cm=5,2 10^{-2 m}

Στο 2^ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση είναι      9,8 cm=9,8 10^{-2 m}

Στο 3^ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση  είναι  14,4 cm=14,4 10^{-2 m}

Στο 4^ο  χρονικό διάστημα η μετατόπιση είναι    18,6 cm =18,6 10^{-2 m}

Στο 5^ο χρονικό διάστημα η μετατόπιση είναι     22 cm =22 10^{-2 m}

U _0-1 --------- Δx/Δt=5,2 cm/ s  =5,210^-2 m/s

U _1-2 ----------Δx/Δt=9,8/1 cm/ s = 9,81 10^-2 m/s

U _2-3  -------- Δx/Δt =14,4/cm/ s=14,4 10^-2 m/s

U _{3-4 -------------} Δx/Δt =18,6/cm/ s= 18,610^-2 m/s

U _{4-5  -------------}Δx/Δt =22 cm/ s = 22 10^-2 m/s

Για την επιτάχυνση

α=ΔU/Δt

Στο 1^ο  s  α₁=5,2 cm/s²  =5,2 10^-2 m/s² 

Στο 2^ο  s   α₂=4,6 cm/s²  =4,6 10^-2 m/s² 

Στο 3^ο  s   α₃=4,6 cm/s²       = 4,6 10^-2 m/s² 

Στο 4^ο   s  α₄=4,2 cm/s²      = 4,210^-2 m/s² 

Στο 5^ο   s   α₅=3,4 cm/s²      =10^-2 m/s² 

Η τελευταία τιμή φαίνεται να αποκλίνει αρκετά από τις προηγούμενες επειδή σταμάτησε το αμαξίδιο χειροκίνητα για να μην πέσει από το τραπέζι. Μπορεί και να εξαιρεθεί

Διάγραμμα επιτάχυνσης-χρονου

Για την μετατόπιση

Στο τέλος του 1^ου έχει διανύσει   (0+ 5,2 ) = 5,2cm      ή    5,2 10^{-2 m}

Στο τέλος του 2^ου έχει διανύσει  (5,2+9,8)= 15 cm       ή  15  10^{-2 m}

Στο τέλος του 3^ου  έχει διανύσει  (15+14,4)=29,4cm    ή  29,4 10^{-2 m}

Στο τέλος του 4^ου έχει διανύσει    (29,4+18,6)=48 cm    ή  48 10^{-2 m}

Στο τέλος του 5^ου έχει διανύσει    (48+22)     =70 cm     ή 70  10^{-2 m}

Κατασκευή διαγράμματος λουρίδων

Διάγραμμα ταχύτητα χρόνου

Κόβουμε προσεκτικά  την χαρτοταινία ακριβώς στις κουκίδες (ανά 10)

Έτσι χωρίσαμε τη ταινία σε λουρίδες με 10 στιγμοδιαστήματα

Κολλάμε τις λουρίδες την μία δίπλα στην άλλη όπως φαίνεται στη φωτογραφία

Συνδέουμε με μία γραμμή τις κουκίδες . Αφού η κάθε λουρίδα ισούται με την μετατόπιση του κινητού κάθε 10 τικ (0,2 s) το διάγραμμα που κατασκευάσαμε είναι διάγραμμα ταχύτητας –χρόνου

Από το διάγραμμα εξάγουμε και  τα εξής συμπεράσματα:

1)Η κλίση της ευθείας γραμμής μας δίνη  την τιμή ενός μεγέθους. Ποιο??

2)Το εμβαδόν της επιφανείας που καταλαμβάνουν οι λουρίδες μας δίνη την τιμή ενός μεγέθους. Ποιο??

Διάγραμμα μετατόπισης- χρόνου

Κόβουμε προσεκτικά  την χαρτοταινία ακριβώς στις κουκίδες (ανά 10)

Έτσι χωρίσαμε τη ταινία σε λουρίδες με 10 στιγμοδιαστήματα

Κολλάμε τις λουρίδες την μία ως συνέχεια της άλλης (διαγωνίως)  όπως φαίνεται στη φωτογραφία

Αφού η κάθε λουρίδα ισούται με την μετατόπιση του κινητού κάθε 10 τικ (0,2 s) το διάγραμμα που κατασκευάσαμε είναι διάγραμμα μετατόπισης  –χρόνου