Ha műszereinkkel apró részleteket is érzékelni tudunk, akkor nagy dolgokat láthatunk meg

Hasonló dokumentumok
A mérés célkitűzései: A matematikai inga lengésidejének kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás meghatározása.

Rezgőmozgás, lengőmozgás

Rezgés tesztek. 8. Egy rugó által létrehozott harmonikus rezgés esetén melyik állítás nem igaz?

Mérje meg a lejtőn legördülő kiskocsi gyorsulását a rendelkezésre álló eszközök segítségével! Eszközök: Kiskocsi-sín, Stopperóra, Mérőszalag

Tanári mydaq pályázat

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Tömegvonzás, bolygómozgás

V e r s e n y f e l h í v á s

Tömegmérés stopperrel és mérőszalaggal

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

A tanulók gyűjtsenek saját tapasztalatot az adott szenzorral mérhető tartomány határairól.

Galilei lejtő golyóval (golyó, ejtő-csatorna) stopperóra, mérőszalag vagy vonalzó (abban az esetben, ha a lejtő nincsen centiméterskálával ellátva),

Egyenes vonalú egyenletes mozgás vizsgálata

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

Rezgő testek. 48 C A biciklitől a világűrig

Mérést végezte: Varga Bonbien. Állvány melyen plexi lapok vannak rögzítve. digitális Stopper

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

Fizika középszintű szóbeli vizsga témakörei és kísérletei

A középszintű fizika érettségi kísérleteinek képei 2017.

Szekszárdi I Béla Gimnázium Középszintű fizika szóbeli érettségi vizsga témakörei és kísérletei

Fizikai mérések Arduino-val

Egy módszertani lehetőség a matematika, fizika és informatika oktatásának határterületéről

Felhasználói kézikönyv

PÁLYÁZATI LAP a Színpadon a Természettudomány 2014 rendezvényre

Sztehlo Gábor Evangélikus Óvoda, Általános Iskola és Gimnázium. Osztályozóvizsga témakörök 1. FÉLÉV. 9. osztály

Speciális mozgásfajták

3. Mesterséges izom:

2009/2010. tanév Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló. FIZIKA I. kategória FELADATLAP. Valós rugalmas ütközés vizsgálata.

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

1. Az egyenes vonalú egyenletes mozgás kísérleti vizsgálata és jellemzői. 2. A gyorsulás

EGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA MEGOLDÁSI ÚTMUTATÓ

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

A gravitációs gyorsulás meghatározására irányuló. célkitűzései:

Ezer kísérlet egy dobozban: virtuális méréstechnika a középiskolai kísérletező oktatásban

AZ OFI KÍNÁLATA TERMÉSZETTUDOMÁNYOK

Érettségi témakörök fizikából őszi vizsgaidőszak

A kísérlet, mérés megnevezése célkitűzései: Váltakozó áramú körök vizsgálata, induktív ellenállás mérése, induktivitás értelmezése.

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

EÖTVÖS LABOR EÖTVÖS JÓZSEF GIMNÁZIUM TATA FELADATLAPOK FIZIKA. 11. évfolyam. Gálik András. A Tatai Eötvös József Gimnázium Öveges Programja

Rezgések és hullámok

Radioaktív anyag felezési idejének mérése

Középszintű fizika érettségi kísérlet és eszközlista képekkel 2017

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Az emelők működés közbeni megfigyelésének célja: Arkhimédész görög fizikust és matematikust az ókor egyik legnagyobb tudósa volt.

Harmonikus rezgőmozgás

Emelt szintű fizika érettségi kísérletei

Elvégzendő mérések, kísérletek: Egyenes vonalú mozgások. A dinamika alaptörvényei. A körmozgás

Mechanika I-II. Példatár

A FIZIKA KÖZÉPSZINTŰ SZÓBELI VIZSGA TÉMAKÖREI június

Mechanikai rezgések = 1 (1)

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

PÁLYÁZATI LAP a Színpadon a Természettudomány 2014 rendezvényre

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

MONITORING RENDSZEREK MAGYARORSZÁGON ÉS A KOMÁROMI ÚJ DUNA HÍDON Hidász Napok Visegrád, június Gilyén Elemér, Pont-TERV Zrt.

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

1. MECHANIKA Periodikus mozgások: körmozgás, rezgések, lengések

Hang terjedési sebességének meghatározása állóhullámok vizsgálata Kundt csőben

Jegyzőkönyv. hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálatáról (3)

Betekintés a gépek állapot felügyeletére kifejlesztett DAQ rendszerbe

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

Elektromágneses indukció kísérleti vizsgálata

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

Speciális relativitás

Arduino, programozás, elektronika egy út az ismeretek integrált felhasználásához

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

Gingl Zoltán, Szeged, :14 Elektronika - Alapok

Mechanika. Kinematika

Balatonőszöd, június 13.

Fizika alapok. Az előadás témája

10. Éneklő fűszál Egy fűszál, papírszalag vagy hasonló tárgy élére fújva hangot hozhatunk létre. Vizsgáld meg a jelenséget!

National Instruments NI LabVIEW gyakorlati szeminárium: Szoftver telepítési segédlet

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Egy feladat megoldása Geogebra segítségével

Az emelt szintű fizika szóbeli vizsga méréseihez használható eszközök

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW 7.1

Matematika A 9. szakiskolai évfolyam. 14. modul GEOMETRIAI ALAPFOGALMAK. Készítette: Vidra Gábor

A napenergia felhasználása Vecsési Oktatási Konferencia Nemzetközi Szeminárium

XVII. FIZIKA-KÉMIA ÁLTALÁNOS ISKOLAI TEHETSÉGGONDOZÓ DIÁKTÁBOR

HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ SKM 5000

Fizika vizsgakövetelmény

Mozgáselemzés MEMS alapúgyorsulás mérőadatai alapján

ROBOTIKA SZAKKÖRI BESZÁMOLÓ 2013/14. TANÉV IV. NEGYEDÉV

FIZIKA I. RÉSZLETES VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

Informatika Rendszerek Alapjai

SZÁMÍTÓGÉPES MÉRÉSEK AZ AUDACITY PROGRAMMAL EXPERIMENTS USING THE AUDACITY PROGRAM

A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ. Pohár rezonanciája

8. Laboratóriumi gyakorlat INKREMENTÁLIS ADÓ

Mechanika 1. Az egyenes vonalú mozgások

A fizika középszintű érettségi mérési feladatai és a hozzá tartózó eszközlisták május

TANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra

Szakmák éjszakája HSZC Boros Sámuel Szakgimnáziuma és Szakközépiskolája április 13.

2. A 2016.évi Országos kompetencia mérés eredményeinek feldolgozása

Átírás:

Ha műszereinkkel apró részleteket is érzékelni tudunk, akkor nagy dolgokat láthatunk meg és ez nem csak a kísérletezőnek szól, elég a diák tekintetében észrevennünk egy apró csillanást, onnan már könnyű akár tudóst is faragni. Iskolámban mechatronika szakon tanítva mindig "csapódnak" hozzánk gimnazisták az érdekes méréseink miatt. Itt most rezgésekkel, hullámokkal kapcsolatos kísérleteket dolgoztam ki, tekintettel arra, hogy fizika tanításának ez is egy fontos területe és ugyanakkor szervesen kapcsolódik a különféle szakmákhoz (autóipar, automatizálás, építészet,...). Méréseimben a mydaq készüléket használom, a diákok csoportmunkában a tanórákon is sikerrel használják. Pályázatomban nem pusztán kísérleteket szeretnék bemutatni, ugyanakkor a tudományok alkalmazott oldala végül három látványos eszközben jelenik meg. Míg régen elegendő lehetett a tananyag puszta közlése, ma már fontos kelléke a szemléltetésnek a tanulók szórakoztatása is, a figyelem, az érdeklődés fenntartása érdekében. Erre nagyon jók a látványos kísérletek. Robbanjon valami, dőljön össze, repüljön, zajos legyen. Szerintem azonban a képzési időszak vége felé egyre inkább megjelenik a szintézis igénye. Az, hogy megmutassuk, azzal a tudással, amit megszereztél, mit is kezdhetsz. Meg kell adjuk a felfedezés élményét a diáknak, azt hogy a rendelkezésre álló eszközökkel te magad is képes vagy ezek elkészítésére, önálló megtapasztalásra. Véleményem szerint ez indíthat el egy robbanást a diákban és ha még ki is tudja használni az önálló ismeretszerzés lehetőségeit, határ a csillagos ég. Ehhez a National Instruments eszközei nagyon nagy segítséget jelentenek tanárnak, diáknak, önálló kutatómunkának egyaránt. Nem csak hardvert biztosít, hanem szoftvert is, valamint nagyon sok kidolgozott példaprogramot, eddig nem tapasztalt mérnöki supportot is! Pályázatom írása során nem látványos show-ra készültem tehát, hanem annak a bemutatására, hogy egy egyszerű iskolai kísérletből kiindulva, hogyan elehet eljutni akár a különféle mérnöki területekhez. Mindemellett úgy gondolom, hogy nem sikerült unalmasra, a kísérletsorozat inkább a fantáziát mozgatja meg. A méréseim elemeit diákok egy-egy csoportjával már végeztem, de ennek a pályázatnak a motiválására kovácsoltam egybe. Ideje most már címet is adnom, pályázatom egy folyamatot mutat be, amelynek központi eleme a rezgés. Rezegj rá Az egész életünket, környezetünket megannyi rezgőmozgás, hullámok százai és ezek hatásai határozzák meg. Egy nagyon hosszú kísérletsorozatot lehetne itt felállítani, ezért kiragadtam néhányat amivel a hely- és időbeni kötöttségek mellett is jól szemléltethető a bevezetőmben említett folyamat. A méréseim során azonban nem a klasszikus eszközöket használom, hanem a National Instruments mydaq eszközét és a diákjaimmal együtt készített szenzorokat. Igen ezek a szenzorok akár otthoni körülmények között is elkészíthetőek, így ezek a jelenségek nagyon modern körülmények között és meglepő pontossággal tanulmányozhatóak. Első lépcsőként jelenik meg a fonálinga. Ezzel a klasszikus méréssel szemléljük a lengést és megnézzük hogyan lehet ennek kapcsán megmérni a jellemző nehézségi gyorsulást. A lengések idejét klasszikusan stopperórával mérjük, de jelen esetben a fonálingán lengő

tömeget egy reflexiós optikai érzékelő figyeli (CNY70) a mérést pedig LabVIEW nyelven megírt program támogatja. 1. ábra Reflexiós szenzor Diákjaimmal azért szeretjük különösen, mert maga az eszköz is egyszerűen elkészíthető, és a szoftvert is pár lépésben meg lehet írni, helyesebben rajzolni! 2. ábra Az optikai érzékelő használatra kész A következő három mérésben ugyanazt a szenzort és ugyanazt a LabVIEW programot fogjuk használni, magát a rajzolt grafikont elemezve vonhatunk le következtetéseket. Az első kísérlet után megállapítható a nehézségi gyorsulás értéke. Különféle tömegek lengéseit mérve kijelentheti a diák, hogy a lengésidő csak az inga hosszától és a nehézségi gyorsulás értékétől függ. Ennek bizonyítására az ingán és a tömegeken túl egy mágnesre is szükség van, amit egyszer a lengő tömeg alatt, egyszer pedig a lengő tömeg felett tartunk a mérés során. Természetesen a mérések során képletek is megjelennek, hogy a túl bátor diákra is ráijesszünk, de erre infografika címen a végén térek ki. Hogyan is lépjünk át most a további kísérletekre? A fenti inga mozgása kis kitérés esetén harmonikus rezgőmozgásként írható le. A következő lépésben használjuk ugyanezt az ingát, azonban a tömeget most kitérítés után úgy lökjük meg, hogy vízszintes síkú körmozgást végezzen. Ekkor mint kúpinga tanulmányozható. Ugyancsak az előző optikai érzékelőt használva a mydaq-kal megállapíthatjuk, hogy egyenletes körmozgást végez a tömeg. Az ezt követő kísérlettel állapíthatjuk meg a kapcsolatot a harmonikus rezgőmozgás és az egyenletes körmozgás között. Most is az előző állványra és a tömegre lesz szükségünk, de a fonalat kicseréljük egy rugóra. A rugóra függesztett tömeg alatt helyezzük el a reflexiós érzékelőnket. A függesztett tömeget függőlegesen kitérítve a LabVIEW programunkon kirajzolódik az elmozdulás-idő függvénye. Azt tapasztaljuk, hogy a kitérés az idő szinuszos függvénye. Ez hallatlan a következő méréshez egy mikrofonra lesz tehát szükségünk. Ennél is a mydaq-ot fogjuk használni, az audio input csatlakozóján olvassuk be egy hangvilla jelét. 3. ábra Nagyjából 440Hz

Ezt követően két hangvilla jelét egyszerre vizsgáljuk meg, majd hallomásunkat szétbontjuk frekvenciáira. Ezt a tapasztalatot egy kalimba hangolásához használhatjuk fel. 4. ábra A kalimba és mydaq kapcsolata A következő kísérletben a környezet zajai kapcsán nézzük meg, milyen frekvenciákból tevődik össze? A tanulóknak itt kérdéseket is tehetünk fel: Miért más a hangzás ugyanazon frekvenciát hallgatva gitáron ill. zongorán? Mire lehet használni a frekvenciák elemzését? Végül pedig (mert már így is hosszabb a kelleténél) következhetnek a rezgések elemzésével kapcsolatos gyakorlati alkalmazás esetei, ahol ki-ki érdeklődésének megfelelően további tanulmányozásokat végezhet. Az előző folyamat tehát most háromfelé ágazik, mint alkalmazott területek. Mindhárom esetben a mydaq-ot hívom segítségül, kihasználom a már kész adatgyűjtőt, és az analóg porton végzek méréseket: gépészet csapágyvizsgálat(gyorsulásmérővel) geológiaföldrengés (Lehman szeizmometer reflexiós szenzorral) biológia méhek rajzásvizsgálata(mikrofon+hőmérővel kiegészíthető) 5. ábra mydaq és gyorsulásérzékelő csapágyütés vizsgálatára 6. ábra mydaq, mikrofon és hőmérsékletfüggő ellenállás egy kaptában

Tisztelt Bizottság! Próbáltam szűkre venni a 2,5 oldal kötöttsége miatt, de sajnos ha többet veszek ki anyagomból, már nem jön át, mi is duruzsolt a fejemben pályázatuk kapcsán. Jelenleg az eszközök demonstrálható változata ölt testet a műhelyben, készül továbbá egy infografika, hiszen a diákokat körülvevő egyre növekvő információ áradat miatt a vizuális memória kerül előtérbe, meg aztán Önökön kívül nemigen olvas már egy átlagos látogató többoldalas tájékoztatókat. Az infografikán jelenne meg maga a gerinc, a kísérletsorozat, de egy-egy eleménél annak kapcsolódásai is, mint például Foucault inga, Eötvös inga, időmérés, kakukkos óra. Kérem pályázatomat fogadják bizalommal Tisztelettel Vizi Tibor