P1.3.2 Ruch jednowymiarowy na wózku Fletchera – Leybold

Opis

P1.3.2 Ruch jednowymiarowy na wózku Fletchera – Leybold

Wózek Fletcher’a jest klasycznym przyrządem doświadczalnym do badania liniowego ruchu postępowego. Wózek ma łożyska kulkowe, jego osie są montowane na sprężynach i całkowicie zanurzone zapobiegając przeciążeniu. Koła są zbudowane w sposób pozwalający na samo-centrowanie się wózka torze, co pozwala na uniknięcie tarcia na bokach kół.

P1.3.2.1 Wykres drogi i czasu prostego ruchu. Rejestracja czasu za pomocą elektronicznego stopera.

Za pomocą prostych środków, doświadczenie P1.3.2.1 czyni definicję prędkości v jako stosunek różnicy drogi Ds i odpowiadającej różnicy czasu Dt bezpośrednio dostępną dla studentów. Różnica drogi Ds jest bezpośrednio odczytywana ze skali na torze. Pomiar elektroniczny różnicy czasu jest rozpoczynana i zatrzymywany za pomocą przycisku oraz bariery świetlnej. Aby umożliwić badanie ruchu jednostajnie przyspieszonego, wózek jest podłączony do wiązki przyczepionej przez krążek, umożliwiając zawieszeni różnych ciężarków.

P1.3.2.2 Wykres drogi i czasu prostego ruchu. Zapis oraz analiza przy pomocy CASSY

Doświadczenie P1.3.2.2 obserwuje zdarzenia w ruchu, które mogą być transmitowane do koła szprychowego za pomocą cienkiej nici zaczepionej na wózku Fletcher‘a. Połączone koło szprychowe służy jako krążek kierunkowy. Sygnały laserowego czujnik ruchu S są rejestrowane przez system akwizycji danych CASSY i przetwarzane na wykres drogi w czasie. Jako, że wykres ten jest generowany w czasie rzeczywistym podczas wykonywania doświadczenia, zależność pomiędzy ruchem w wykresem jest bardzo wyraźna.

P1.3.2.3 Definicja Newtona jako jednostki siły. Rejestracja oraz analiza przy pomocy CASSY

W doświadczeniu P1.3.2.3, wzorcowy odważnik wywiera siłę przyspieszenia 1 N na wózek o masie 1 kg. Wtedy CASSY pokazuje wartość przyspieszenia. W tym samym czasie, doświadczenie to weryfikuje, że wózek zostaje przyspieszony do prędkości w czasie 1 s.

P1.3.2.4 Wykres drogi i czasu prostego ruchu. Rejestracja i analiza za pomocą kamery video VideoCom.

Jednoliniowa CCD kamera wideo VideoCom przedstawia w doświadczeniu P1.3.2.4 nową, prostą w użyciu metodę rejestracji ruchu jednowymiarowego. Oświetla jedno lub więcej ciał w ruchu za pomocą lamp błyskowych LED i obrazuje je na linii CCD o rozdzielczości 2048-pikseli przez obiektyw kamery (CCD: przyrząd ze sprzężeniem ładunkowym). Kawałek folii odbłyskowej jest przyczepiona do każdego ciała w celu odbijania promieni światła do obiektywu. Bieżące położenie ciała jest przesyłane do komputera do 160 razy na sekundę przez interfejs USB. Automatycznie sterowana lampa błyskowa działa z prędkością do 1/800 s, aby nawet nagły ruch na liniowym torze powietrznym lub innym torze mógł zostać wyraźnie zobrazowany. Oprogramowanie dostarczone z VideoCom przedstawia cały ruch ciała w formie wykresu drogi w czasie i umożliwia dalszą ocenę danych pomiarowych.