Ιχνηλάτηση ελεύθερης πτώσης

Στο βίντεο “freeFallTracker.mp4” καταγράφεται η κίνηση μιας μπάλας του πινγκ-πονγκ, που την έχουμε γεμίσει με νερό, και αφήνεται ελεύθερη από κάποιο ύψος πάνω από το έδαφος.

Στόχος της άσκησης είναι να ιχνηλατηθεί η κίνηση της μπάλας, να επιβεβαιωθεί η ομαλά επιταχυνόμενη κίνησή της και να υπολογιστεί η επιτάχυνση της κίνησης. Να συγκριθεί η πειραματική τιμή της επιτάχυνσης με την τιμή της επιτάχυνσης της βαρύτητας στον τόπο του πειράματος (g = 9,803 m/s2).

Πειραματική διαδικασία

Θα αναλυθούν τα καρέ 261 μέχρι 371. Για να βαθμονομήσετε το βίντεο-κλιπ, λάβετε υπόψη ότι η απόσταση ανάμεσα στις δύο μαύρες ταινίες στην ξύλινη ράβδο, που συμπεριλαμβάνεται στο βίντεο, είναι ίση με 30 cm.

Δημιουργήστε ένα υλικό σημείο και με το συνδυασμό “Ctrl + Shift + κλικ” προσαρμόστε το σε κάποιο σημείο της περιφέρειας της μπάλας.

Επιλέξτε την εμφάνιση μόνο της γραφικής παράστασης y = f (t) και ολοκληρώστε την αυτόματη ιχνηλασία της κίνησης, παρατηρώντας ταυτόχρονα τη σχεδιαζόμενη γραφική παράσταση θέσης (y) – χρόνου (t).

Επεξεργασία δεδομένων

Δημιουργήστε ένα νέο φυσικό μέγεθος με το όνομα “t_sqr” και μαθηματική έκφραση “t^2” μέσω του οποίου το λογισμικό θα υπολογίσει τα τετράγωνα του χρόνου κίνησης (t2).

Να σχεδιάσετε στο Εργαλείο δεδομένων του Tracker τη γραφική παράσταση y = f (t2) και με τη βοήθειά της να απαντήσετε στα ερωτήματα:

  1. Γιατί η μορφή της γρ. παράστασης y = f (t2) επιβεβαιώνει ότι η κίνηση είναι ομαλά επιταχυνόμενη;
  2. Πώς από τη γρ. παράσταση y = f (t2) μπορείτε να υπολογίσετε την επιτάχυνση της κίνησης;
  3. Ποια η εκατοστιαία απόκλιση της πειραματικής τιμής της επιτάχυνσης από την τιμή της επιτάχυνσης της βαρύτητας στον τόπο του πειράματος (g = 9,803 m/s2). Ποιους λόγους μπορείτε να σκεφτείτε για να δικαιολογήσετε την όποια απόκλιση;