Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ (ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ).

Εικόνα 4.2

1. Παρατηρήστε τη φωτογραφία (Εικ. 4.2) της πολλαπλής φωτογράφησης δύο όμοιων σφαιρών. Η μία σφαίρα εκτινάσσεται σε οριζόντια κατεύθυνση με ταχύτητα [pic] κατά την ίδια στιγμή που η άλλη αφήνεται να πέσει. Το διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών αναλαμπών (φωτογραφήσεων) είναι [pic] του δευτερολέπτου. Οι λευκές γραμμές είναι μία σειρά παράλληλων (οριζόντιων) νημάτων. Το κάθε νήμα απέχει από το γειτονικό του απόσταση 15cm. Μετρήστε στη φωτογραφία την απόσταση δύο διαδοχικών νημάτων σε mm. Ποια είναι η κλίμακα της φωτογράφησης, δηλαδή πόση πραγματική απόσταση αντιστοιχεί σε απόσταση 1mm επάνω στη φωτογραφία;

2. Τι είδους κίνηση κάνει η σφαίρα που αφήνεται ελεύθερη, αν θεωρήσουμε την αντίσταση του αέρα αμελητέα; Ποια είναι η αιτία της κίνησής της; Η σφαίρα που εκτοξεύεται, εκτός από την οριζόντια κίνηση κάνει και κατακόρυφη κίνηση προς τα κάτω με την επίδραση του βάρους της. Παρατηρώντας τη φωτογραφία, τι διαπιστώνετε; Οι κατακόρυφες κινήσεις των δύο σφαιρών είναι εντελώς όμοιες ή όχι; Η πτώση της σφαίρας που εκτοξεύτηκε οριζόντια, γίνεται όπως η πτώση της σφαίρας που αφέθηκε ελεύθερη; Δηλαδή η πτώση της επηρεάζεται ή όχι από την οριζόντια κίνησή της;

3. Στερεώστε με σελοτέηπ επάνω στη φωτογραφία ένα ημιδιαφανές χαρτί. Σημειώστε επάνω στο ημιδιαφανές χαρτί με τελείες (κουκίδες) τα κέντρα των διαδοχικών εικόνων (ειδώλων) των δύο σφαιρών. Οι διαδοχικές θέσεις (κουκίδες) της σφαίρας που αφέθηκε ελεύθερη καθορίζουν την κατεύθυνση της κατακόρυφης. Φέρετε από το σημείο εκτίναξης O της άλλης σφαίρας τον κατακόρυφο άξονα Oy (δηλαδή τον παράλληλο προς την τροχιά της σφαίρας που αφέθηκε ελεύθερη). Φέρετε επίσης, τον οριζόντιο άξονα Ox (Εικ. 4.3). Από κάθε θέση της σφαίρας που εκτοξεύτηκε φέρετε οριζόντια ευθεία μέχρι τον άξονα Oy. Αγνοήστε τις τρεις πρώτες θέσεις. (Η κάθε οριζόντια ευθεία προσδιορίζεται από τις αντίστοιχες θέσεις των δύο σφαιρών). Συγκρίνετε έπειτα τις οριζόντιες μετατοπίσεις Δx της σφαίρας από κάθε θέση στην αμέσως επόμενη (δηλαδή από κάθε κουκίδα στην αμέσως επόμενη). Τι διαπιστώνετε; Τι είδους κίνηση κάνει κατά την οριζόντια κατεύθυνση η σφαίρα αυτή; Δικαιολογήστε, γιατί κάνει αυτού του είδους την κίνηση. Επηρεάζει την οριζόντια κίνηση της σφαίρας η ύπαρξη της κατακόρυφης δύναμης;

4. Υπολογίστε την ταχύτητα κατά την οριζόντια κατεύθυνση της σφαίρας που εκτοξεύτηκε, αφού προηγουμένως μετρήσετε με το χάρακα (ή το τρίγωνο) την οριζόντια μετατόπιση Δx. Είναι γνωστό, πόση πραγματική απόσταση αντιστοιχεί σε απόσταση 1mm επάνω στη φωτογραφία (διαδικασία 1). Επίσης, είναι γνωστός και ο χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών θέσεων - φωτογραφήσεων της σφαίρας [pic]. Πώς εξηγείται η (πιθανή) διαφορά μεταξύ της τιμής που βρήκατε και της τιμής που έχει δοθεί στη διαδικασία 1; Πώς θα μπορούσατε να περιορίσετε το σφάλμα;