by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Κυριακόπουλος Γιάννης στις 2 Δεκέμβριος 2013 στις 21:29 στην ομάδα Εργαστήριο
Άνθρωπος της κιμωλίας είμαι οπότε μπορεί η ιδέα να είναι εργαστηριακά φαιδρή.
Μια απλή ιδέα είναι που υποθέτω ότι την υποστηρίζουν οι ακρίβειες των καινούριων φωτοπυλών.
Χρειαζόμαστε μια φωτοπύλη από τις καινούριες που θα εργάζεται σε κατάσταση (mode Ελληνιστί) F2 , δηλαδή θα καταγράφει τον χρόνο διέλευσης ενός αντικειμένου από μπροστά της.
Θα χρειαστούμε και δύο αδιαφανή χαρακάκια με γνωστά διαφορετικά μήκη.
Απαντήσεις σε αυτή τη συζήτηση
Προφανώς ναι, Γιάννη.
(με δύο παρατηρήσεις που κατέθεσα και στο ΕΚΦΕ των Αγίων Αναργύρων:
καλύτερα το “κατακόρυφον” να το ρυθμίσει η μητέρα φύση, σελοτέΊπ, σπαγγάκι στο άκρο της ράβδου, κρέμασμα από σταθερό σημείο, κάψιμο του σπάγγου, φωτοπύλη
ευκαιρία να μιλήσουμε για σφάλματα μετρήσεων δικαιολογώντας την ευρεθείσα τιμή,
αφού πάνω από 9,83m/s^2 δεν υπάρχει πουθενά επί, εκτός και εντός Γης)
Συμφωνώ Βαγγέλη με τις παρατηρήσεις.
Το πείραμα δεν το έχω κάνει παρά σε εικονικό περιβάλλον με τη βοήθεια του interactive physics.Το g στο πείραμα ήταν 10.
Όμως η ακρίβεια μέτρησης του i.p. δεν ήταν σοβαρή και τα νούμερα εντελώς ενδεικτικά. Με το μάτι και το κασετόφωνο δηλαδή. Για να γράψω κάτι σαν παράδειγμα.
Αν γίνει στην πραγματικότητα με την ακρίβεια που έχουν οι φωτοπύλες πιστεύω ότι θα βγει το g με εξαιρετική ακρίβεια.
Μένει να το κάνουμε.
Η προσομοίωση του πειράματος.
ΕΔΩ
Δεν ξέρω αν θα έχει επιτυχία στο εργαστήριο.
Πολύ καλή πρόταση, θα τη δοκιμάσουμε στο εργαστήριο και θα ενημερώσουμε.
Παρατηρήσεις:
1. Το mode (ελληνιστί) που μετράει το χρόνο στον οποίο η φωτοπύλη παραμένει σκοτεινή είναι το F1.
2. Διαφορετικό μήκος χάρακα συνεπάγεται και διαφορετικό ύψος του κέντρου μάζας πάνω από τη φωτοπύλη. Αυτό δεν αποτελεί πρόβλημα, γιατί τελικά η διαδρομή του μέχρι τη στιγμή που διακόπτεται η δέσμη είναι πάντα h, σύμφωνα με το σχήμα, οπότε και η αρχική ταχύτητα είναι ίδια. Στην πράξη, η αντίσταση του αέρα και πιθανή απόκλιση από την κατακόρυφο είναι μέσα στις πιθανές αιτίες σφαλμάτων.
3. Η ακρίβεια των μετρήσεων της προσομοίωσης είναι 1 msec. Κάνοντας ανάλυση της διάδοσης του σφάλματος με βάση τη σχέση υπολογισμού του g, πιθανότατα θα προκύψει αβεβαιότητα πολύ κοντά στη διαφορά 0,6 m/sec^2 που παρατηρήθηκε. Ας σημειωθεί, πως οι φωτοπύλες έχουν ακρίβεια 0,1 msec, οπότε στην πράξη πιθανόν θα έχουμε καλύτερα αποτελέσματα. Μένει να το δούμε…
Ευχαριστώ Αντώνη. Μάλλον όμως θα αποτύχει.
Γιάννη, αν θυμάμαι καλά αυτό το πείραμα το έκαναν οι συνάδελφοι του ΕΚΦΕ Αγρινίου (1993) την περίοδο που στα Πολυκλαδικά δίδασκαν με το PSSC.
Θα πρέπει να ρωτήσω τους συναδέλφους, αν θυμούνται, για την ακρίβεια. Προσωπικά ήμουνα ενθουσιασμένος από το πείραμα που δεν με ενδιέφερε τόσο να συγκρατήσω την ακρίβεια της μέτρησης.
Νίκο το ανέφερα διότι μάλλον αποτυγχάνει.
Όταν παραγωγίζεις ή σηκώνεις στο τετράγωνο η παραμικρή απόκλιση (3ο δεκαδικό) μεγεθύνει το σφάλμα.
Βλέπουμε ότι στην προσομοίωση το g μετράται λανθασμένα ενώ με το χαρτί και το μολύβι όλα είναι τέλεια.
Δυστυχώς εγώ παραείμαι της κιμωλίας αλλά κάποιοι θα προτείνουν κάτι πιο ενδιαφέρον.
Λοιπόν το πείραμα στο ΕΚΦΕ Αγ. Αναργύρων είχε πολύ καλά αποτελέσματα. Μετά από αρκετές δοκιμές, η τιμή του g κυμαίνεται από 9,3 έως 10,2 m/sec^2 με πολύ καλή αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων.
Το “μυστικό” είναι η ρίψη να γίνει από μικρό αρχικό ύψος h, ώστε η ταχύτητες να είναι σχετικά μικρές (περισσότερα σημαντικά ψηφία στη μέτρηση του χρόνου) και η κατακόρυφη θέση του χάρακα να διατηρείται. Στο πείραμα χρησιμοποιήσαμε ύψος 2,5 cm και δύο χάρακες 20 και 32,5 cm. Θα πρέπει οι χάρακες να μην είναι “διαφανείς” στο υπέρυθρο για να λειτουργήσουν σωστά οι φωτοπύλες. Ο μεγαλύτερος (32,5 cm) χάρακας καλύφθηκε με χαρτί για τον λόγο που προαναφέραμε.
Τελικά, η ακρίβεια στη μέτρηση του χρόνου παίζει πολύ σημαντικό ρόλο, ιδιαίτερα αν οι σχέσεις υπολογισμού που χρησιμοποιούνται στη συνέχεια μεγενθύνουν το σφάλμα. Για ακριβή ανάλυση θα πρέπει να πάρουμε τη σχέση υπολογισμού του g και να εφαρμόσουμε τη γνωστή σχέση διάδοσης του σφάλματος, με τη βοήθεια των μερικών παραγώγων ως προς Δt1 και Δt2.
Αν στην προσομοίωση χρησιμοποιηθεί μικρό ύψος, ίσως τα αποτελέσματα να είναι ακριβέστερα.
Ευχαριστώ παιδιά που ασχοληθήκατε.
Πάντως καλή μέθοδος δεν είναι. Μικρή απόκλιση προκαλεί σημαντικό σφάλμα.
Όταν στήνεις μια άσκηση δεν σκέφτεσαι αν υλοποιείται στο εργαστήριο.
Η αποτυχία με το multilog είναι ενδεικτική.
Έχεις δίκιο Γιάννη, ότι δουλεύει άψογα θεωρητικά δε σημαίνει απαραίτητα πως θα δώσει καλά αποτελέσματα στο εργαστήριο. Πάντως η καλή γνώση των δυνατοτήτων και περιορισμών που επιβάλουν τα εργαστηριακά όργανα και μέθοδοι, μαζί με το θεωρητικό υπόβαθρο της θεωρίας σφαλμάτων μπορούν να προβλέψουν ή και να διορθώσουν πιθανές αποκλίσεις των πειραματικών δεδομένων από τα θεωρητικά.
Πολύ καλή πρόταση πάντως και οποιαδήποτε επόμενη χρειαστεί να διέλθει τη βάσανο του εργαστηρίου είναι ευπρόσδεκτη.