1. Διατιρθςθ τθσ μθχανικισ ενζργειασ
με 4 φωτοπφλεσ του MultiLogPro
Γουρηισ ΢τάκθσ – Φυςικόσ
΢υνεργάτθσ ΕΚΦΕ Λευκάδοσ 2008 – 2012
Εργαςτιριο Φυςικϊν Επιςτθμϊν Μεγανθςίου Λευκάδοσ

2. Ενζργεια λζγεται θ ιδιότθτα τθσ φλθσ να παράγει ζργο,
να αλλάηει τθν πραγματικότθτα όπωσ τθν γνωρίηουμε
και να τθν μετατρζπει ςτθν επόμενθ
μορφι τθσ, να τθν μεταβάλλει ςτο
επόμενο ςτάδιο φπαρξισ τθσ.

3. Μια μορφι ενζργειασ είναι
και θ κινθτικι ενζργεια Κ …

4. Η κινθτικι ενζργεια Κ ενόσ ςϊματοσ, μασ δίνεται από τον τφπο :
Κ κινθτικι = ½ m . υ2
Για να υπολογίςω τθν κινθτικι ενζργεια ενόσ ςϊματοσ πρζπει :
α) Να γνωρίηω τθ μάηα του ςϊματοσ m και
β) να γνωρίηω και τθν ταχφτθτά του υ.
Σθν μάηα m ενόσ ςϊματοσ τθν μετράω εφκολα με μια ηυγαριά ακριβείασ ςτο εργαςτιριο,
ενϊ για τον υπολογιςμό τθσ ταχφτθτασ του υ, χρθςιμοποιϊ τισ εξιςϊςεισ τθσ ελεφκερθσ πτϊςθσ.
΢τθ ςελίδασ 90, του ςχολικοφ βιβλίου Φυςικισ τθσ ΑϋΛυκείου, βρίςκω τουσ τφπουσ :
υ=g.t
που μου δίνουν τθν ταχφτθτα υ,
όταν γνωρίηω τθν επιτάχυνςθ τθσ βαρφτθτασ g και τον χρόνο πτϊςθσ t του ςϊματοσ.
Η επιτάχυνςθ τθσ βαρφτθτασ g δίνεται από τον τφπο : g = ( 2 * s ) / t2
όταν γνωρίηω το διάςτθμα s που διανφκθκε κατά τθν πτϊςθ του ςϊματοσ
και τον χρόνο πτϊςθσ t του ςϊματοσ.

5. Μια άλλθ μορφι ενζργειασ
είναι θ δυναμικι ενζργεια U …

6. Η δυναμικι ενζργεια U, είναι θ ενζργεια που ζχει ζνα ςϊμα
λόγω τθσ κζςθσ ςτθν οποία βρίςκεται.
Η δυναμικι ενζργεια μασ δίνεται από τον τφπο :
U δυναμικι = m . g . h
Για να υπολογίςω αυτι τθ δυναμικι ενζργεια πρζπει :
α) να ξζρω τθν μάηα m του ςϊματοσ , ( όπωσ και για τθν κινθτικι ενζργεια ),
β) να υπολογίςω τθν επιτάχυνςθ τθσ βαρφτθτασ g, ( επίςθσ όπωσ προθγοφμενα ) και
γ) να μετριςω το φψοσ h ςτο οποίο βρίςκεται.

7. ΢το εργαςτιριό μασ, τϊρα,
κα μετριςουμε τθν διατιρθςθ
τθσ μθχανικισ ενζργειασ …

8. Θα καταςκευάςουμε λοιπόν μια διάταξθ ςτιριξθσ,
με μεταλλικι ράβδο, ςφιγκτιρα και ςυνδζςμουσ …

9. … για να ςτερεϊςουμε τισ τζςςερεισ φωτοπφλεσ του MultiLogPro …

10. … για τθν καλφτερθ ευκυγράμμιςθ των τεςςάρων φωτοπυλϊν,
κα χρθςιμοποιιςουμε μια διάταξθ με βάςθ ςτιριξθσ,
μεταλλικζσ ράβδουσ, ςφνδεςμο και το νιμα τθσ ςτάκμθσ,
δεμζνο από ζνα κομμάτι πετονιάσ …

11. … και τοποκετϊ
τον πρϊτο ςφνδεςμο
ςε απόςταςθ
h1 = 21 cm
από το τραπζηι …
΢τερεϊνω καλά
τθν βάςθ ςτιριξθσ …

12. Σοποκετϊ … και τον τρίτο
τον δεφτερο ςφνδεςμο
ςφνδεςμο ςε απόςταςθ
ςε απόςταςθ h3 = 20 cm
h2 = 20 cm από τον
από τον δεφτερο …
πρϊτο …

13. Σοποκετϊ τον … και ηυγίηω τθν μολυβζνια ςφαίρα …
τζταρτο
ςφνδεςμο
ςε απόςταςθ
h4 = 20 cm
από τον
τρίτο …
m = 94 g

14. Καταςκευάηουμε τθν βάςθ ςτιριξθσ … και περνάμε τισ
για το νιμα τθσ ςτάκμθσ … ΢θμείο Α φωτοπφλεσ
ςτουσ
ςυνδζςμουσ …
… τοποκετοφμε
ζνα δοχείο
περιςυλλογισ
τθσ ςφαίρασ …
΢θμείο Β

15. Ανοίγουμε το MultilogPro …

16. ΢υνδζουμε τθν πρϊτθ φωτοπφλθ …

17. ... κατόπιν τθν δεφτερθ φωτοπφλθ …

18. ... φςτερα τθν τρίτθ φωτοπφλθ …

19. Σζλοσ, ςυνδζουμε και
τθν τζταρτθ φωτοπφλθ …

20. Κάνουμε τθν
ευκυγράμμιςθ τθσ
πρϊτθσ φωτοπφλθσ …
… και φςτερα τθν
ευκυγράμμιςθ τθσ
δεφτερθσ φωτοπφλθσ …

21. Υςτερα κάνουμε … και τζλοσ τθν
τθν ευκυγράμμιςθ τθσ ευκυγράμμιςθ τθσ
τρίτθσ φωτοπφλθσ … τζταρτθσ φωτοπφλθσ …

22. Η πειραματικι μασ διάταξθ, είναι τϊρα ζτοιμθ,
όςον αφορά το μθχανικό και θλεκτρονικό τθσ μζροσ …

23. Ανοίγουμε και το πρόγραμμα MultiLab…

24. ΢το μενοφ «Καταγραφζασ», επιλζγουμε «Πίνακασ ελζγχου» …
… και βλζπουμε τθν πρϊτθ κάρτα, με τουσ αιςκθτιρεσ ςωςτά ςυνδεδεμζνουσ …

25. ΢το «Ρυκμό δειγματολθψίασ», επιλζγουμε «100 μετριςεισ ανά δευτερόλεπτο» …

26. … και ςτο «Χρόνο καταγραφισ», επιλζγουμε «΢υνεχισ» …

27. Ξεκινάμε τισ μετριςεισ … … και αφινουμε τθν ςφαίρα να πζςει,
ακριβϊσ λίγο πάνω από τον αιςκθτιρα
τθσ φωτοπφλθσ …

28. Σο Multilab καταγράφει τθν διζλευςθ από
τισ τζςςερεισ φωτοπφλεσ και ςταματάμε τισ μετριςεισ …

29. Ξεκινάμε τθν επεξεργαςία των μετριςεων,
χρθςιμοποιϊντασ τθν μεγζκυνςθ …

30. Η πρϊτθ μεγζκυνςθ μασ δίνει μια καλφτερθ εικόνα…

31. Αλλά θ δεφτερθ μεγζκυνςθ μασ δίνει μια εικόνα,
που μποροφμε να επεξεργαςτοφμε …

32. Με δεξί κλικ ςτον άξονα των χρόνων, αυξάνουμε τθν
διακριτικι ικανότθτα των μετριςεων μασ και …

33. … χρθςιμοποιοφμε τουσ δείκτεσ, για τθν μζτρθςθ
του ςυνολικοφ χρόνου πτϊςθσ τθσ ςφαίρασ …

34. Η μζτρθςθ του ςυνολικοφ χρόνου
πτϊςθσ τθσ ςφαίρασ είναι t = 340 ms …

35. Μάηα ςϊματοσ ( ςε Kg ) 0,094
Υψοσ πτϊςθσ ( μεταξφ Α και Β ) H ( ςε m ) 0,6
Υψοσ ςθμείου Β h1 0,21
΢υνολικό Υψοσ h + h1 0,819
Χρόνοσ πτϊςθσ ( από Α ςτο Β ) Δt ( ςε s ) 0,34
Τπολογιςμόσ του Δt τετράγωνο 0,1156
Τπολογιςμόσ του g ( ςε m /s2 ) 10,38062284
Τπολογιςμόσ τθσ ταχφτθτασ u 3,529411765
Τπολογιςμόσ του τετραγϊνου τθσ ταχφτθτασ u 12,4567474
Κινθτικι Ενζργεια Κ 0,585467128
Δυναμικι Ενζργεια U 0,204913495
Μθχανικι Ενζργεια E 0,790380623 Σο ςφάλμα ςτθν μζτρθςθ τθσ ενζργειασ,
Θεωρθτικι τιμι για τθν Μθχανικι Ενζργεια E 0,79916263 είναι τθσ τάξθσ του 1,1 % …
΢φάλμα επί τοισ 100 % ( για τθν τιμι του g 1,098901099
που ζχουμε υπολογίςει ) Ενζργεια
΢φάλμα επί τοισ 100 % ( για τθν τιμι του g ) 5,816746558

36. Ο χρόνοσ διζλευςθσ από τθν πρϊτθ φωτοπφλθ t1 = 70 ms …

37. Ο χρόνοσ διζλευςθσ από τθν δεφτερθ φωτοπφλθ t2 = 30 ms …

38. Ο χρόνοσ διζλευςθσ από τθν τρίτθ φωτοπφλθ t3 = 20 ms …

39. Ο χρόνοσ διζλευςθσ από τθν τζταρτθ φωτοπφλθ είναι επίςθσ t4 = 20 ms …

40. Από τθν μελζτθ των χρόνων διζλευςθσ τθσ ςφαίρασ από τισ φωτοπφλεσ,
μποροφμε να προςδιορίςουμε και τθν επιτάχυνςθ τθσ βαρφτθτασ g,
αφοφ αποδεικνφεται και πειραματικά θ επιταχυνόμενθ κίνθςθ τθσ …

41. Σζλοσ του πειράματοσ 2 …