Φυσική (ΔΕ) (Γενικό Λύκειο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 2 ώρες

Μέτρηση συντελεστή τριβής ολίσθησης χρησιμοποιώντας πειραματική διάταξη με Lego Mindstroms NXT

40 λεπτά

Πείραμα

Παρατήρηση: Έχει προηγηθεί από τον εκπαιδευτικό ή τον υπεύθυνο του εργαστηριού η προετοιμασία του πειράματος για την ομαλή διεξαγωγή του.

Απαραίτητα όργανα-συσκευές-υλικά:

  • Πειραματική διάταξη με LEGO MINDSTORMS
  • Ηλεκτρονικό ζυγός
  • Διάφορα φύλλα από γυαλόχαρτο, χαρτιού, πλαστικό κλπ για τη δημιουργία των τριβώμενων επιφανειών
  • Νήμα της στάθμης
  • Μετροταινία
  • Αριθμομηχανή (ή το αντίστοιχο λογισμικό του υπολογιστή)
  • Τριγωνομετρικοί πίνακες

Εκτέλεση του πειράματος:

1. Χρησιμοποίησε την πειραματική διάταξη της εικόνας που εμφανίζεται στην αρχική σελίδα του παρόντος ψηφιακού σεναρίου.
(το κεκλιμένο επίπεδο στην οριζόντια θέση)

2. Χρησιμοποιώντας την ηλεκτρονική ζυγαριά να βρεις τις μάζες των δοκιμίων:
m1=........ ,  m2=........ ,  m3=........ ,  m4=........

Αν g=10m/s2 υπολόγισε τα βάρη:
Β1=......... , Β2=......... ,  Β3=......... , Β4=.........

3. Τοποθέτησε το 1ο δοκίμιο στo πάνω μέρος του κεκλιμένου επιπέδου και πάτησε το πορτοκαλί κουμπί στο ΝΧΤ για έναρξη του πειράματος.
Το κεκλιμένο επίπεδο αρχίζει να ανυψώνεται και η γωνία φ αυξάνεται. Για κάποια γωνία φτ το δοκίμιο ξεκινά με δυσκολία και αρχίζει να ολισθαίνει με (περίπου) σταθερή ταχύτητα.

Η γωνία φτ είναι η γωνία τριβής.
4. Σημείωσε από την οθόνη του ΝΧΤ την τιμή του ύψους:
        Η=..........
Με τη βοήθεια του νήματος της στάθμης, τοποθετώντας το στην κόκκινη γραμμή που βρίσκεται στον αισθητήρα του ύψους και μέτρησε την οριζόντια προβολή του κεκλιμένου επιπέδου με τη βοήθεια της μετροταινίας που βρίσκεται στη βάση του κεκλιμένου επιπέδου:
        Χ=...........
5. Υπολόγισε, από το σχηματιζόμενο ορθογώνιο τρίγωνο, το μήκος του κεκλιμένου επιπέδου S,  την εφαπτομένη και το ημίτονο της γωνιάς φτ:
S=.............                        εφφτ=..........                  ημφτ=..........
6. Ο συντελεστής τριβής  ολίσθησης είναι:
        μ=...........

7. Η τριβή ολίσθησης Τ και το έργο της W είναι:
T=............                            W=..........
Σκέψου αν χρειάζεσαι στον υπολογισμό του έργου το μήκος του δοκιμίου.

8. Μετά από 30 δευτερόλεπτα το κεκλιμένο επίπεδο επανέρχεται αυτόματα σε οριζόντια θέση και μπορείς να επαναλάβεις τις ερωτήσεις 3 έως και 7 και για τα άλλα δοκίμια.

 

Παρατήρηση: Ο διδάσκων για την καλύτερη εμπέδωση του διδακτικού σεναρίου προτείνεται να δώσει στους μαθητές τις παρακάτω ερωτήσεις και ασκήσεις της ενότητας 1.3 από το σχολικό βιβλίο:

1. Ερωτήσεις 7, 8, 9, 10, 44
2. Άσκηση 13

Video από εκτέλεση του πειράματος

Κώδικας για το Lego NXT της πειραματικής διάταξης

Τελική φάση κατασκευής της πειραματικής διάταξης

Διευκρίνιση: 
Η κατασκευή της πειραματικής διάταξης μπορεί να τροποποιηθεί ανάλογα με τα διαθέσιμα δομικά στοιχεία της LEGO ή αντίστοιχα άλλης εταιρίας.
Δημιουργός Σεναρίου: ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΤΣΑΜΟΥΡΗΣ (Εκπαιδευτικός)