Το 3ο πείραμα ορμής, που πρέπει να βελτιωθεί στο μέλλον ...

1. 164 - Πείραμα Ορμής - 3
Γουρζής Στάθης – Φυσικός
ΥΣΕΦΕ 2013 - 2014
Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος

2. Σε αυτό το πείραμα θα μετρήσουμε
την ορμή ενός σώματος ,
καθώς και την δύναμη
που μπορεί να την προκαλέσει …

3. Θα χρησιμοποιήσουμε ένα αμαξίδιο, με το ελατήριό του …

4. … σφιγκτήρες και το ξύλινο « φρένο » για τις κρούσεις …

5. … και τον βερνιέρο, μια μπατονέτα και λίγη πλαστελίνη,
για να διασκευάσουμε λίγο το αμαξίδίο μας.

6. Ακόμα θα χρησιμοποιήσουμε
μια μεταλλική βάση στήριξης,
με μια μικρή μεταλλική ράβδο
και ένα σύνδεσμο ,
για να στερεώσουμε
τη μια φωτοπύλη του Multilog ...
… και μια παλιά μεταλλική βάση στήριξης,
για να στερεώσουμε τον αισθητήρα
της δύναμης του Multilog .

7. Θα χρειαστούμε επίσης, τη ζυγαριά ακριβείας του εργαστηρίου ...

8. … το Multilog,
με τα ειδικά καλώδια σύνθεσης των αισθητήρων …

9. … και τον
Η/Υ του εργαστηρίου.

10. Ξεκινάμε στερεώνοντας το ξύλινο εμπόδιο,
στην μια άκρη του τραπεζιού …

11. d = 2,6 mm
… μετράμε την διάμετρο της μπατονέτας …

12. … και την τοποθετούμε στο ένα άκρο του αμαξιδίου,
στερεώνοντάς τη με λίγη πλαστελίνη.

13. Ανοίγουμε το Multilog …

14. … και συνδέουμε τον αισθητήρα της δύναμης
με το ειδικό καλώδιο σύνδεσης,
από την μια άκρη ...

15. … ενώ την άλλη άκρη του καλωδίου,
τη συνδέουμε στο Multilog ...

16. … στην 1η ελεύθερη θύρα του.

17. Συνδέουμε την φωτοπύλη
με το ειδικό καλώδιο σύνδεσης …

18. … ενώ την άλλη άκρη του καλωδίου,
τη συνδέουμε στο Multilog ...

19. … στην 2η ελεύθερη θύρα του.

20. Τοποθετούμε τον
αισθητήρα της δύναμης,
στη ειδική μεταλλική
βάση στήριξης …

21. … έτσι ώστε να βρίσκεται στο ίδιο ύψος
με το ελατήριο του αμαξιδίου.

22. … και βάζουμε την 1η φωτοπύλη
στη πρώτη μεταλλική βάση στήριξης …

23. … έτσι ώστε να βρίσκεται πολύ κοντά στο
σημείο εκκίνησης του αμαξιδίου.

24. Ολοκληρώνουμε έτσι,
την πειραματική μας διάταξη.

25. Ξεκινάμε το πρόγραμμα DB – Lab ...

26. … που επικοινωνεί με το Multilog και το Computer ...

27. … και κάνουμε ρυθμίσεις δειγματοληψίας
και συνολικής χρονικής διάρκειας του πειράματος.

28. Ζυγίζουμε το αμαξίδιο …
m = 0,4542 Kg

29. … και πατώντας την έναρξη των μετρήσεων στο Multilog …

30. … παίρνουμε στην οθόνη του Η/Υ τη γραφική παράσταση της κίνησης.
Με το μπλε χρώμα, μετράμε την δύναμη που ασκείται στο αμαξιδίο,
και με το κόκκινο χρώμα, τον χρόνο διέλευσης του αμαξιδίου από την φωτοπύλη.

31. F1 = 26,619 N
Στη γραφική παράσταση, με το μπλε χρώμα,
μετράμε την δύναμη …
Δt = 80 ms
… ενώ, με το κόκκινο χρώμα,
μετράμε τον χρόνο διέλευσης
από την φωτοπύλη.

32. m = 0,4542Kg
v1 = 0
ρ1 = m.v1
d = 2,6 mm
v2= d / Δt
Δt = 80 ms
Δρ = ρ2 - ρ1
F = Δρ / Δt
ρ2 =m.v 2
ρ1 = 0
ρ2 = ( m .d ) / Δt
Δρ = ρ2
F =ρ2 / Δt
F = ( m .d ) / Δt2
Αν κάνουμε τους υπολογισμούς για αυτές τις τιμές ,
η τιμή της δύναμης που υπολογίζουμε απέχει πολύ,
από αυτή που μέτρησε ο αισθητήρας της δύναμης.
Η αρχική ιδέα για τον υπολογισμό της δύναμης,
μέσα από την μεταβολή της ορμής εγκαταλείπεται,
και με αυτόν τον τρόπο, ( τον 3ο κατά σειρά ),
πιθανώς λόγω της πολύ σημαντικής τριβής
που αναπτύσσεται
ανάμεσα στο τραπέζι και το αμαξίδιο.

33. Τέλος πειράματος .