Teach Urruneko laborategidun ikasgaiak

Teach ikasgaia

Pendulua: eredua, T² eta luzera eraginkorra

Batxilergoko jarduera: erabili penduluaren urrutiko laborategia periodoak neurtzeko, kalkulatu T² eta aztertu noraino egokitzen den eredu ideala.

  • Pendulua
  • 70 min
  • Batxilergoa
  • eu
  • Physics
Probatu ikasgai hau zure klasearekin Klase-kodea duzu?

Hasi saioa irakasle-kontu batekin klase-saioa prestatzeko. Ikasleak klase-kode batekin sartzen dira.

Pendulua
Pendulua · Laborategiaren xehetasunak

Ikaskuntza-emaitzak

  • Penduluaren urrutiko laborategian periodoak neurtzea, hasierako angelua konstante mantenduz.

  • Batez besteko periodotik T² kalkulatzea, eta konfigurazioak alderatzeko eta ereduak aurreikusitako noranzkoa aztertzeko erabiltzea.

  • Ebidentzia esperimentala, eredu ideala eta benetako pendulu baten mugak bereiztea.

  • Datuek T²-ren eta luzeraren arteko erlazioari buruz zer ondorioztatzeko aukera ematen duten erabakitzea, luzera eraginkor independenteak dauden ala ez kontuan hartuta, datuek erakusten dutena baino zehaztasun handiagoa adierazi gabe.

  • Esperimentua hobetzeko proposamena diseinatzea, malda edo g zenbatesteko, neurtutako periodoetatik independenteak diren luzera eraginkor fidagarriak badaude.

Laborategi honetarako gehiago

Ikaslearen jardueraren aurrebista

Jardueraren edukia

Aurrebista soilik. Klase-saio batean, ikasleek erantzunak bete eta lana irakasleari bidal diezaiokete.

1

Eredua, neurtu aurretik

10 min

Jarduera honetan, pendulu laburrak azkarrago oszilatzen duen ikusteaz harago joango zara. Urrutiko laborategia erabiliko duzu galdera hau ikertzeko:

Zer alde behatzen dituzu konfigurazioen T² balioen artean, eta zer egiazta dezakezu eredu idealarekin alderatuta?

Angelu txikietarako, pendulu sinplearen eredu ideala honela adierazi ohi da:

T = 2π√(L/g)

Hemen, T periodoa da (s), L pendulu sinplearen luzera (m), eta g grabitatearen azelerazioa (m/s²).

Karratura jasoz gero:

T² = (4π²/g) · L

Beraz, eredu idealean, T² luzerarekiko (L) proportzionala izan beharko litzateke. Benetako laborategian, ordea, ez duzu beti konfigurazio bakoitzaren luzera fisiko zehatza zuzenean eskuragarri. Horregatik, hiru gauza bereiziko dituzu jarduera honetan:

  • Datu esperimentala: laborategian irakurritako denborak eta kalkulatutako periodoak.
  • Alderaketarako aldagaia: konfigurazioa; luzera eraginkorra soilik neurtutako periodoetatik independentea den iturri batetik badator.
  • Eredu ideala: ereduaren hipotesiak betetzen badira, T² gutxi gorabehera L-rekiko proportzionalki handitzen delako ideia.

Aldez aurretik badakizu pendulu laburra estandarra baino laburragoa dela. Lataren kokapenek masaren banaketa aldatzen dute, eta ez dakizu aldez aurretik haien luzera eraginkorra. Ez atera luzerak eredua egiaztatzeko erabiliko dituzun periodoetatik: arrazoiketa zirkularra litzateke.

Idatzi zure aurreikuspena neurtu aurretik. Erantzun 3 edo 4 esalditan: azaldu, zure ustez, zer gertatuko zaien T periodoari eta T²-ri luzera eraginkorra handitzean. Aipatu laborategian agian erabat betetzen ez den eredu idealaren hipotesi bat.

Identifikatu aldagaiak. Erantzun zerrenda batekin: aldagai askea, mendeko aldagai nagusia, eredurako eraldatutako aldagaia eta gutxienez hiru kontrol-aldagai.

2

Laborategian neurtzea

18 min

Mantendu hasierako angelua 15 gradutan. Horrela, ez dituzu luzera eraginkorraren eta anplitudearen eraginak nahastuko.

Laborategian laburra, estandarra eta lataren kokapenak bezalako konfigurazioak aldera ditzakezu. Erabili gutxienez lau konfigurazio, zure sarbideak aukera ematen badu. Ibilbide laburrerako, erabili laburra, estandarra eta lataren bi kokapen. Euskarazko interfazean, Laburra, Estandarra, Soda goian, Soda erdiko eta Soda azpian dira etiketak. Demo moduan, pendulu estandarra soilik erabil daiteke, 15 gradutan; hortaz, sarbide horrekin ezin da jarduera osoa egin.

Ireki penduluaren laborategia

  1. Ireki laborategia, hautatu konfigurazio bat, utzi angelua 15 gradutan eta behatu angeluaren eta denboraren grafikoa. Errepikatu prozesua alderatuko duzun konfigurazio bakoitzarekin.

Klase-saio batean erabilgarri

Aukeratu alderaketa bidezkoa egiteko estrategiarik onena.

3

Datuak, T eta T²

20 min

Lehenik, bete neurketen taula. Errenkada bakoitza konfigurazio baten saiakuntza bati dagokio. Konfigurazioa zutabean, idatzi laborategian ageri den izena edo irakasleak emandako etiketa argia. Hasierako angelua zutabean, idatzi 15. Oszilazio osoak zutabean, idatzi zenbat oszilazio oso zenbatu dituzun. Hasierako denbora eta Amaierako denbora zutabeetan, kopiatu grafikoan edo kronometroan irakurritako balioak. Kalkulatu tartea = amaierako denbora - hasierako denbora, T = tartea / oszilazio kopurua eta T² = T · T. Erabilitako ebidentzia zutabean, adierazi zer erabili duzun: gailurrak, minimoak, zerotik igarotzeak, bideoko kronometroa edo irakaslearen ordezko datuak.

T² eredurako neurketak

Bete gutxienez zortzi errenkada: bi saiakuntza lau konfiguraziotarako. Erabili segundoak. Mantendu 15 gradu eta irakurketa-irizpide bera. Kalkulatu T eta T² errenkada bakoitzean.

Konfigurazioa Saiakuntza Hasierako angelua gradu Oszilazio osoak Hasierako denbora s Amaierako denbora s Denbora-tartea s T s Saiakuntza bakoitzeko T² (ez da grafikoan erabiltzen) s² Erabilitako ebidentzia

Orain, laburbildu konfigurazio bakoitzaren datuak. Erabilitako periodoak zutabean, kopiatu aurreko taulako periodoak. Batez besteko T zutabean, kalkulatu batezbestekoa. (Batez besteko T)² zutabean, kalkulatu batez besteko periodoaren karratua. T-ren heina zutabean, kendu konfigurazio horretako periodo txikiena handienari. Luzera eraginkorra edo etiketa zutabean, idatzi alderaketarako etiketa bat (laburra, estandarra, lata goian eta abar). Erabili zenbakizko luzera eraginkorra soilik irakasleak neurketa hauetatik independentea den iturri fidagarri batetik ematen badizu.

T²-ren laburpena konfigurazioka

Bete errenkada bat konfigurazio bakoitzeko. Kalkulatu batez besteko T, (batez besteko T)² eta T-ren heina. Ez asmatu luzerak: erabili alderaketarako etiketak, irakasleak neurtutako periodoetatik independenteak diren luzera eraginkor fidagarriak ematen ez baditu. Konfigurazio bakoitzerako, kalkulatu lehenik neurtutako T periodoen batezbestekoa eta jaso batezbesteko hori karratura. Erabili (batez besteko T)² laburpenean eta grafikoan, ez banaka karratura jasotako periodoen batezbestekoa. Gorde doitasuna azken emaitzara arte.

Luzera eraginkorra edo etiketa Konfigurazioa Erabilitako periodoak s Batez besteko T s (Batez besteko T)² s² T-ren heina s Luzeraren edo datuaren iturria

Konfigurazio baterako, adierazi (batez besteko T)², s²-tan. Erakutsi neurtutako bi periodoak, haien batezbestekoa eta, ondoren, batezbesteko horren karratua. Ez kalkulatu saiakuntza bakoitzaren karratuen batezbestekoa.

Alderatu bi konfigurazioren arteko diferentzia zure neurketen heinarekin. Erantzun 3 edo 4 esalditan: aipatu batez besteko T-ren bi balio eta gutxienez hein bat, eta erabaki konfigurazioen arteko diferentzia irakurketa-ziurgabetasuna baino handiagoa dirudien. Aipatu ziurgabetasun horren kausa posible bat.

4

T² konfigurazioaren edo luzera eraginkorraren arabera

12 min

Egin grafikoa, (batez besteko T)² ardatz bertikalean jarriz. Erabili luzera eraginkorra ardatz horizontalean soilik irakasleak neurketa hauetatik independentea den iturri batetik ematen badizu. Bestela, erabili konfigurazioak kategoria gisa, taulako ordenan eta puntuak lotu gabe. Ez ordenatu T²-ren arabera: horrela, joera artifizial bat sortuko zenuke. Etiketekin ezin duzu malda fisikorik edo g zenbatetsi.

T² konfigurazioaren edo luzera eraginkorraren arabera

Aurkeztu zure grafikoaren ebidentzia: irudia, pantaila-argazkia, kalkulu-orrirako esteka edo deskribapen nahikoa. Ebidentziak erakutsi behar du zer jarri duzun ardatz bakoitzean eta zer konfigurazio ageri diren. Zenbakizko luzerak erabili badituzu, adierazi haien iturria.

Interpretatu grafikoa 4 edo 5 esalditan: alderatu konfigurazioen T² balioak zure datuekin; identifikatu ziurgabetasun handiagoa duen puntu bat; azaldu ea pendulu laburraren eta estandarraren arteko alderaketa bateragarria den ereduak aurreikusitako noranzkoarekin; eta adierazi ea zure informazioak proportzionaltasunaz, luzerarekiko joeraz edo konfigurazioen arteko aldeez soilik hitz egiteko aukera ematen duen.

Aukeratu jarduera honetarako baieztapenik zorrotzena.

5

Ondorioa: eredua eta mugak

10 min

Idatzi 8-10 lerroko ondorioa, egitura honekin:

  • Baieztapena: zer alde behatu dituzun konfigurazioen T² balioen artean eta ea pendulu laburraren eta estandarraren arteko alderaketa bat datorren aurreikusitako noranzkoarekin; luzera independenteak badituzu, zer erlazio behatu duzun T²-rekin.
  • Ebidentzia: aipatu gutxienez batez besteko T-ren edo (batez besteko T)²-ren hiru balio.
  • Eredua: azaldu zergatik den T² pendulu idealerako eraldatutako aldagai egokia.
  • Muga: azaldu ea konfigurazioak soilik aldera ditzakezun edo luzera independenteak dituzun proportzionaltasuna aztertzeko edo g zenbatesteko; arrazoitu mugak, ziurgabetasuna eta benetako penduluaren eta idealaren arteko aldeak barne.
6

g zenbatesteko diseinua

10 min

Diseinatu esperimentuaren bertsio hobetua g zenbatesteko. Erantzun 5 edo 6 esalditan: adierazi zer luzera eraginkor beharko zenituzkeen, nola egiaztatuko zenukeen haien iturria, zenbat konfigurazio eta errepikapen erabiliko zenituzkeen, zer grafiko egingo zenukeen, nola lortuko zenukeen malda eta zer ziurgabetasun jakinaraziko zenukeen.

T²–L erlazioa egiaztatzeko, luzerek neurtutako periodoetatik independenteak izan behar dute; ez da nahikoa L T-tik kalkulatzea.

Bihurtu aurrebista hau klase-saio batean

Jarraitu LabsLand Teach-era ikasgai hau ikasleekin erabiltzeko eta kontuaren sarbidea berrikusteko.

Probatu ikasgai hau zure klasearekin