Pred seboj imaš dve enako veliki kroglici, ki imata enaki masi. Prva je iz prožne gume, druga pa iz plastelina.

Ker se nam ne da vstati iz postelje, poskušamo vrata sobe zapreti tako, da v njih vržemo eno od kroglic. S katero kroglico bo lažje zapreti vrata, če privzamemo, da bi vrgli obe kroglici z enako začetno hitrostjo in bi kroglici zadeli isto mesto na vratih?

1. poskus:

• Na merilnik sile pritrdi gumijast zamašek.
• Nastavi merilno območje merilnika na N.
• Poženi program Logger Pro.

• Nastavi naslednje parametre meritev:

  • pogostost zajemanja: meritev v sekundi,
  • čas merjenja: sekund.
• Postavi merilnik v navpičen položaj tako, da je zamašek obrnjen navzdol in klikni na ikono "ZERO". S tem si določil ničlo merjenja sile.
• Dvigni merilnik približno cm nad mizo tako, da je obrnjen z zamaškom navzdol, in ga nekajkrat spusti, da prosto pade (po odboju ga poskusi ujeti in tako preprečiti, da se prevrne in udari ob mizo).

Razmisli in odgovori: Kaj izmeri merilnik?

Uporabi rezultate meritev pri naslednjih nalogah.

1. Izračunaj povprečno največjo silo, ki je med trkom delovala na mizo (povprečje več odbojev).

2. Izberi eno od tipičnih meritev ter določi povprečno silo, ki je med tem trkom delovala na mizo (časovno povprečje ene meritve).

3. Določi sunek sile pri prej izbrani meritvi na dva načina: prvič ga izračunaj iz povprečne sile in časa trajanja sunka, drugič pa ga določi s programskim orodjem za določanje ploščine pod krivuljo (integral).

2. poskus:

Ponovi zgoraj opisani poskus še tako, da nadomestiš zamašek s kepo plastelina, ki ima enako maso kot zamašek.

Ponovi naloge od do z rezultati drugega poskusa.

Primerjaj rezultate nalog do pri obeh poskusih in jih poskusi pojasniti.

1. Poskus:

• Voziček (z dobro vležajenimi kolesi) postavi na vodoravno podlago tako, da se bo lahko premo gibal na razdalji približno . En konec te poti naj se konča ob steni (ali ob težki uteži), na drug konec poti pa postavi ultrazvočni slednik (UZS).
• Na voziček pritrdi merilnik sile, na katerega si privil "odbijač" z gumijastim zamaškom. Nastavi območje merilnika na N.
• Preveri, da sta UZS in merilnik sile priključena na vmesnik in poženi program Logger Pro. Odstrani graf lege in povečaj grafa in . Izberi oba grafa (klik+shift), ter ju združi (Ctrl G). Zdaj sta abscisi grafov sklopljeni.

• Nastavi naslednje parametre meritev:

  • pogostost zajemanja: meritev v sekundi,
  • čas merjenja: sekund.
  • v meniju "Triggering" izberi proženje s tipkovnico (Keyboard Triggering). Tako boš lahko poganjal meritev s pritiskom na tipko 'presledek', kar je bolj praktično kot klikanje z miško.
• Postavi voziček na sredo poti med UZS in steno, ter klikni ikono "ZERO" in nato OK. S tem si določil ničlo merjenja sile in premika. Klikni na ikono "Collect". Računalnik te opozori, da bo meritev začela teči šele potem, ko pritisneš tipko 'presledek'.
• Prosi kolega, da pritisne tipko 'presledek'. Potem poženi voziček s kratkim potiskom tako, da se prične gibati z enakomerno hitrostjo proti steni. Drži priključno žico merilnika in jo previdno vodi tako, da čim manj vpliva na gibanje vozička. Pusti voziček, da se po odboju giblje še približno cm, nato ga ustavi z roko. Počakaj, da se meritev izteče do konca.

Uporabi meritve v naslednji nalogi:
1. Iz meritev določi, za koliko se je vozičku po trku spremenila hitrost in kolikšen sunek sile je med trkom deloval na voziček. Primerjaj spremembo gibalne količine vozička s sunkom sile (maso vozička določi s tehtanjem).

2. poskus: Privij na merilnik sile odbijač iz plastelina in ponovi korake od 3 do 6 iz prvega poskusa. Ponovi nalogo 1 z rezultati 2. poskusa.

3. poskus: Privij na merilnik sile odbijač iz listnate vzmeti in ponovi korake od 3 do 6 iz prvega poskusa. Po potrebi spremeni območje merilnika sile na . Ponovi nalogo 1 z rezultati 3. poskusa.

Primerjaj in komentiraj rezultate nalog zadnjih treh poskusov.

1. Priključi na vmesnik merilnik pospeška in zaženi program Logger Pro.
2. Seznani se s postopkom umerjanja merilnika pospeška.
3. Uporabi merilnik pospeška kot napravo za določanje kota naklona. Dopolni osnovno meritev pospeška tako, da bo meritev kazala kot naklona (uporabi dodatne stolpce, katerih vrednosti izračunaš iz meritev).

1. Poskus:

1. Voziček (z dobro vležajenimi kolesi) postavi na vodoravno podlago tako, da se bo lahko premo gibal.
2. Na voziček pritrdi merilnik sile, na katerega si privil vijak. Nastavi območje merilnika na .
3. Na voziček pritrdi še merilnik pospeška tako, da kaže puščica v smer gibanja vozička.
4. Preveri, da sta oba merilnika priključena na vmesnik in poženi program Logger Pro.

5. Nastavi naslednje parametre meritev:

   1. pogostost zajemanja: meritev v sekundi,
   2. čas merjenja: sekund.
6. Klikni ikono "ZERO" in nato OK. S tem si določil ničlo merjenja sile in pospeška.
7. Primi vijak na merilniku sile in prosi kolega, da klikne ikono "Collect".
8. Nato potiskaj in vleci voziček tako, da ves čas deluješ z roko le vzporedno s smerjo gibanja vozička (ne zvijaj vijaka gor-dol, levo-desno, temveč deluj s silo le not-ven). Poskusi doseči čim bolj neperiodično ("poljubno") gibanje vozička. Ko se meritev zaključi, prenehaj z gibanjem vozička.

Uporabi meritve v naslednjih nalogah:

1. Izberi oba grafa (klik+shift), ter ju združi (Ctrl G). Povečaj del grafov, kjer je časovno spreminjanje sile in pospeška najbolj izrazito ter primerjaj grafa. Kaj opaziš?

2. Izberi graf . Klikni na oznako abscise (Time) in izberi za neodvisno spremenljivko pospešek (Acceleration). Pojasni novi graf. Z uporabo programskega orodja za prilagajanje premice določi smerni koeficient premice, ki se meritvam najbolje prilega. Kakšen je pomen smernega koeficient? Preveri njegovo vrednost z neodvisno meritvijo (tehtanje vozička).

Izide poskusov v pospešenem sistemu, ki se giblje s pospeškom , lahko pojasnimo z vpeljavo t.i. sistemske sile , ki deluje na vsa telesa v takšnem sistemu.
Primer: tehtanje v dvigalu. Ko dvigalo potegne, pokaže tehtnica več in ko se ustavi, pokaže tehtnica manj kakor tedaj, ko se tehtamo v sobi. V poskusu bomo izmerili pospeške pri gibanju dvigala. Pri tem se bomo naučili tudi, kako zajemati podatke brez računalniške povezave (Remote setup).

1. Poskus:

1. Izključi napajanje vmesnika iz pretvornika. Na spodnji strani vmesnika boš našel ležišče za baterije vrste AA. Vloži baterije v ležišča in zapri vratca. Počakaj, da vmesnik javi stanje pripravljenosti z značilno melodijo.
2. Priključi na vmesnik merilnik pospeška in zaženi program Logger Pro.
3. Umeri merilnik pospeška tako, kot smo to naredili v 3. nalogi.

4. Nastavi naslednje parametre meritev:

   1. pogostost zajemanja: meritev v sekundi,
   2. čas merjenja: sekund.
5. Klikni na 'Experiment' 'Remote' 'Remote setup' in izberi aktivni vhod. Odprlo se bo pogovorno okno v katerem bodo zbrane nastavitve parametrov za zajem brez računalnika. Še enkrat preveri nastavitve in nato potrdi izbiro.
6. Opazil boš, da na vmesniku sveti oranžna lučka. Odklopi vmesnik od USB priključka. Zdaj je vmesnik povezan le z merilnim senzorjem in pripravljen za meritve brez povezave z računalnikom.
7. Odnesi vmesnik s senzorjem v dvigalo in postavi senzor na tla tako, da bo puščica na senzorju kazala navpično navzdol. Pazi, da pri tem ne pritisneš na katerega od gumbov na vmesniku.
8. Ko si vse pripravil, pritisni na tipko START (slišal boš kratek zvočni odziv) in meritev bo začela teči. Pelji se z dvigalom gor in dol. Ko bo preteklo sekund, se bo zajemanje podatkov ustavilo in lučke na vmesniku bodo ugasnile (meritev lahko ustaviš tudi predčasno s pritiskom na tipko STOP).
9. Ko si končal z meritvami, zopet priključi vmesnik na računalnik z USB priključkom. Odprlo se bo pogovorno okno z opozorilom, da so v vmesniku podatki pripravljeni za prenos na računalnik. Sledi navodilom in pretoči podatke na računalnik.

Uporabi meritve v naslednji nalogi:

1. Iz meritev določi največji pospešek dvigala pri speljevanju in pri zaviranju. Na podlagi teh meritev napovej, koliko bi pokazala tehtnica pri speljevanju in pri zaviranju v našem dvigalu, če na njej stoji oseba z maso kg. Poskusi pojasniti tudi ostale podrobnosti, ki jih odkrivajo meritve.