Ελατήρια και υπολογισμοί με το Multilog και το Excel για τον νόμο του Hook...

1. Νόμος του Hook Γουρζής Στάθης – Φυσικός Συνεργάτης ΕΚΦΕ Λευκάδος2008 – 2011 Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών 2ου Λυκείου Λευκάδος

2. ( Εργαστηριακός οδηγός Φυσικής Β΄ Γυμνασίου– σελ. 32 )

3. ( Εργαστηριακός οδηγός Φυσικής Β΄ Γυμνασίου– σελ. 32 )

4. Στο εργαστήριό μας θα κατασκευάσουμε μια διάταξη, που θα μας βοηθήσει να μελετήσουμε την συμπεριφορά ενός ελατηρίου με την ακρίβεια του Multilog…

5. Μικρή ράβδος Σφιγκτήρας Βάση στήριξης Άγκιστρο Σύνδεσμος Μεγάλη ράβδος

6. Χάρακας 1 m Ράβδοι για τον νόμο του Hook Βάση στήριξης για τον νόμο του Hook Υποδεκάμετρο Σφιγκτήρας

7. Ασφαλίζουμε καλά τις βάσεις στήριξης, και λόγω του βάρους που θα αναρτήσουμε και λόγω πρόληψης της απροσεξίας κάποιων …

8. Ευθυγραμμίζουμε το άγκιστρο με την αρχή του χάρακα, για να μας διευκολύνει μελλοντικά στις μετρήσεις μας …

9. Θα χρησιμοποιήσουμε τον αισθητήρα της δύναμης του Multilog, αναρτημένο στο κάτω μέρος του μπλε ελατηρίου, που βρίσκεται στο σετ με τα ελατήρια της Μηχανικής…

10. … ακόμα θα χρειαστούμε τις μικρές μάζες των 50, 100, 150 και 200 g …

11. Συνδέουμε τον αισθητήρα, πριν ανοίξουμε το Multilog …

12. Από το κουμπί “Sensors” πατάμε μέχρι να εμφανιστεί το “Force” και στο “Range” βλέπουμε «0 – 20 » Ν …

13. Ανοίγουμε το πρόγραμμα Multilab …

14. Ρυθμίζουμε τον αισθητήρα της δύναμης …

15. … και τις μετρήσεις που θα πάρουμε …

16. Από το μενού «Βαθμονόμηση αισθητήρων» ρυθμίζουμε σε «Δύναμη , Έλξη», επειδή εξ’ ορισμού είναι στο «Δύναμη , Ώθηση» …

17. Θα θεωρήσουμε σαν σημείο μηδέν τα 29 cm του ξύλινου χάρακα, που «βλέπουμε» με την βοήθεια του υποδεκάμετρου, από το κάτω μέρος του αισθητήρα της δύναμης …

18. … πατάμε το “Samples” για να ξεκινήσουμε τις επόμενες μετρήσεις… Πατάμε το κουμπί της έναρξης και … Η πρώτη ένδειξη είναι ο αισθητήρας χωρίς καμία μάζα αναρτημένη … …

19. Βάζουμε πρώτα την μάζα των 50 g και πατάμε το “Samples” γιανα μετρήσει το Multilog … … ενώ μετράμε και με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, εδώ είναι στα 33 cm …

20. Εδώ θα σχολιάσουμε λίγο την μέτρηση του Multilog… Η μάζα των 50 g έχει βάρος Β = m .g , όπου g περίπου ίσο με 10 m / s2, άρα το Β θα πρέπει να είναι περίπου Β = 0,05 Χ 10 = 0,5 Ν και όχι περίπου 1 Ν, όπως φαίνεται εδώ … Παρατηρούμε ότι μετρά το διπλάσιο βάρος από αυτό που κανονικά περιμέναμε … Επειδή στη συνέχεια των μετρήσεων αυξάνουμε την μάζα πάντα κατά50 g κάθε φορά και το Multilog μετρά πάντα X 2, θεωρούμε ότι αυτό δεν θα επηρεάσει την αναλογία των υπολογισμών μας, ή με άλλα λόγια την γραμμικότητα των αποτελεσμάτων, όπως θα δείξουμε παρακάτω …

21. Τώρα βάζουμε δύο μάζες των 50 g, πατάμε πάλι το “Samples” γιανα μετρήσει το Multilog … … ενώ μετράμε και με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, εδώ είναι στα 37 cm … Η διαφορά στα + 50 g είναι σχεδόν 1 Ν …

22. Τώρα βάζουμε μάζες των 150 g, πατάμε πάλι το “Samples” και … … μετράμε και με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 41 cm …

23. Όταν βάζουμε μάζες των 200 g, και πατάμε το “Samples” έχουμε τα παρακάτω αποτελέσματα … … μετράμε με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 45 cm …

24. Στις μάζες των 250 g, μετά το “Samples” έχουμε τα εξής … … μετράμε με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 49 cm …

25. Στις μάζες των 300 g, μετά το “Samples” έχουμε τα εξής … … μετράμε με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 53 cm …

26. Στις μάζες των 350 g, μετά το “Samples” έχουμε τα παρακάτω αποτελέσματα … … μετράμε με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 58 cm …

27. Στα 400 g, μετά το “Samples” έχουμε τα παρακάτω αποτελέσματα … … μετράμε με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 62 cm …

28. Τέλος, στα 450 g, μετά το “Samples” θα πάρουμε τα παρακάτω αποτελέσματα … … μετράμε με το υποδεκάμετρο την ένδειξη στο χάρακα, και εδώ είναι στα 66 cm …

29. Το Multilab μας δείχνει με τη γραφική παράσταση, ότι η δύναμη αυξάνεται γραμμικά, προφανώς ανάλογα και με την απόσταση, αλλά αυτό είναι μόνο μια ένδειξη γιατί δεν έχουμε στον κάτω άξονα την απόσταση σα μέγεθος …

34. ... τέλος του πειράματος του νόμου του Hook …