Практикум по физике (стр. 2 )

- Отсутствует чёткое описание принципа работы датчиков, не представлены разумные данные по погрешностям. (Например, как понимать фразу: "точность датчика напряжения 3% во всём диапазоне измерений". Значит ли это, что напряжение 0,01 В измеряется с точностью 3% ? Конечно же нет, такое напряжение этот датчик вообще не способен измерить.)

ПОДРОБНЕЕ ПРО НЕКОТОРЫЕ ДАТЧИКИ

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

УТЕЧКИ:

Все поступившие в нашу школу датчики “DT015-1” (16 шт.) без дополнительной доработки давали утечку. Причина - неплотное крепление шланга к датчику (а под давлением шланг растягивается). С датчиков давления, которые, как заявлено, измеряют давление в диапазоне 0-700 кПа, при давлении около 300 кПа срывает шланг… А если и нет, то ВСЕ(!) датчики дают небольшую утечку в месте подсоединения шланга даже при давлении 200-300 кПа, которую трудно заметить. Часто (и незаметно) трескаются хрупкие пластмассовые переходнички для этих датчиков, появляется утечка, опыты из-за этого не получаются.

СОВЕТЫ:

- Настоятельно рекомендую (если вы собираетесь измерять давления, большие атмосферного) самостоятельно отремонтировать датчики давления. Для этого надо снять крышку корпуса и надеть дополнительный кусочек плотной пластиковой трубки длиной около сантиметра поверх шланга в месте его подсоединения к датчику. (Причина утечки в том, что мягкий шланг раздувается и начинает пропускать воздух при больших давлениях.)

- При выполнении ЛЮБЫХ работ необходимо проверять датчики (иначе работы не будут получаться!). Для этого можно подсоединить шприц объёмом 2-3 мл с резиновым поршнем, сильно, до упора, сжать воздух, подержать 10-20 секунд в таком состоянии, затем посмотреть, вернется ли поршень в первоначальное положение (можно чуть "помогать" ему). Если поршень получил новое "устойчивое" положение - была утечка. (Давление при этом должно достигать 4-5 атмосфер.)

- Можно подсоединить к датчику сухой шприц на 5-10 мл. с резиновым поршнем, включить регистрацию данных, создать давление 3кПа, убедиться, что оно не падает со временем в течение 15-20 секунд.) Поршень шприца надо удерживать неподвижно.

- Герметичность переходника легко проверить опусканием в воду (при этом в шлангах надо создать давление). Сам датчик мочить нельзя.

ТОЧНОСТЬ:

Все имеющиеся у нас датчики давления (16 штук) с приемлемой точностью могут измерять только атмосферное давление. Например, нулевое давление определяется как 15-18 кПа, а вместо 200 кПа датчик покажет 170. Нами были проведены детальные исследования этих датчиков (работа Велиева и Коломейцева).

показания "эталонного" манометра, кПа

усредненные показания датчиков, кПа

Оказалось, что показания датчиков верные только в точке, равной атмосферному давлению. В связи с тем, что датчики давления без дополнительной калибровки совершенно непригодны для измерения малых давлений и дают погрешность до 20% при измерении высоких давлений, не получается много интересных работ, например, измерение давления насыщенного пара воды при различных температурах.

Разброс показаний датчиков между собой в диапазоне 0-350кПа не превышает 2-3%, а в диапазоне 350-500кПа не превышает 3-4%, что позволило вывести калибровочную функцию для корректировки показаний всех экспериментальных датчиков.

Калибровочная функция для корректирования показаний датчиков :

P = 1,209*Pдатч-22,6 (Рдатч - измеренное давление, Р - верное), её рекомендуется применять при выполнении работ с лабораторией "Архимед". При помощи этой функции можно скорректировать данные непосредственно в программе Multilab. (Следует отметить, что через мастер анализа выполнить это простое линейное преобразование на наших NOVA-5000 не получается!). При этом калибровка стандартными средствами программы Multilab также не получилась. Калибровочный винт, имеющийся на датчике, позволяет верно установить лишь одно значение давления, например, атмосферное.

Точность показаний откалиброванных датчиков - порядка 3 - 5%

ЕЩЁ:

- Датчик имеет шланг объёмом около 0,7 см3, что существенно в некоторых опытах. Кроме того, этот объём зависит от давления (трубка растягивается).

- Датчик расхода воздуха – это чувствительный датчик разности давлений. Можно попробовать приспособить его для соответствующих работ.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Датчик температуры (усовершенствованный термопастой) НЕ может измерять температуру выше 100 0С (его показания в этом диапазоне явно занижены), несмотря на заявленные в паспорте 110 0С.

В диапазоне от 20 0С до 100,0 0С существенных отклонений от показаний "эталонных" термометров не выявлено.

Термопара в трубке датчика греется "через воздух", показания запаздывают на 20-30 секунд, в то время как улучшенный нами при помощи термопасты датчик работает в 4 раза быстрее. В результате многие исследования получаются плохо.

Погрешность и разброс показаний разных датчиков не превышает 1 OС.

СОВЕТЫ:

Вполне можно и нужно самостоятельно увеличить быстродействие этих датчиков. Для этого датчик разбирают (черную трубку можно немного обрезать), на дно металлического корпуса при помощи тонкого "инсулинового" шприца с насаженной на него тонкой длинной трубкой помещают разумное количество теплопроводящей пасты (её приобретают в любом компьютерном магазине), собирают датчик, фиксируют соединение с помощью, например, надетой сверху "термоусадочной" трубки. Постарайтесь при этом обеспечить контакт экранирующего провода (вы увидите его, разобрав датчик) с трубкой.

"Усовершенствованный" датчик намного лучше. Например, работа с наблюдением "полочки" у графика температуры плавящегося вещества плохо получается с обыкновенным датчиком и гораздо нагляднее - с усовершенствованным.

ДАТЧИК НАПРЯЖЕНИЯ DT-001 на ± 25 Вольт

ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ:

Точность измерений заявлена как " 3% во всём диапазоне измерений".

Результаты специально проведенных в нашей школе исследований работы четырех датчиков на различных режимах ( К. Силина и С. Скрябин):

- При напряжениях до 0,1В датчики использовать нельзя. (Ошибка от 30% до 120%)

- При напряжениях 0,1-0,5 В погрешность может достигать 10%

- При напряжениях 0,5-1 В погрешность не превышает 3%

- При напряжениях 1-4 В погрешность не превышает 2%

- При напряжениях 4-25 В погрешность не превышает 1%

- При напряжениях выше 24,5В датчики выдают свое предельное значение, для каждого датчика свое - от 24,8 до 25,1В.

ОСОБЕННОСТИ ДАТЧИКА НАПРЯЖЕНИЯ:

Иногда случаются странные вещи - приём датчиком напряжения "комнатной наводки" с частотой 50 Гц, при этом амплитуда регистрируемых колебаний достигала двух вольт!!! Не верите? Подключите выводы датчика напряжения к собственным ушам!

Одновременное параллельное подключение нескольких датчиков напряжения к исправному стабилизированному блоку питания вместо постоянного напряжения показывало колебания с падением напряжения до нуля, с периодом в 2-3 секунды, да ещё и со сдвигом по фазе для каждого датчика! И компьютер меняли и блок питания - результат тот же. При этом от батареек всё работало нормально.

Случаются и компьютерные сбои. Например, в одном из опытов сразу два датчика напряжения показывали заведомо неверный результат 0,4 В при напряжении 0 В, которое контролировалось подключенным параллельно датчикам вольтметром. После перезагрузки компьютера показания стали верными.

СОВЕТЫ:

Не используйте датчик для измерения малых напряжений.

Помните о нестабильной работе датчика почти со всеми блоками питания. Применяйте батарейки или очень "продвинутый" блок питания.

ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ

ОСОБЕННОСТИ (по результатам наших исследований):

- Датчик хорошо «держит» даже маленькую движущуюся мишень. Например, мячик для настольного тенниса, движущийся вдоль оси датчика на расстоянии до 1,2 метра.

- Датчик легко теряет большую, но неподвижную мишень. Для стабильной работы при больших расстояниях с неподвижной мишенью требуется угловой размер порядка 15 градусов. Также требующийся размер зависит от расстояния до датчика и расположенных позади и сбоку от мишени предметов.

- Точность датчика - порядка 1% на всем диапазоне от 0,2 м до 6 м.

- Датчик измеряет расстояние до предмета от своей ТЫЛЬНОЙ стороны.

- Этот датчик хорошо "держит" даже маленькую движущуюся мишень, например, теннисный шарик на расстоянии 1 метр, но требует больших размеров для неподвижной мишени. Датчик перемещения использует ультразвуковую локацию, поэтому не может работать на высоких частотах измерения (максимум -Гц на малых расстояниях), что затрудняет его применение для исследования, например, ускорения тела во время упругого удара. Датчик может работать на расстоянии 1-1,2 м с частотой до 50-100 Гц.

- При движении объекта на расстояниях порядка 50 см датчик даёт показания "рывками" в 2-3 миллиметра, что укладывается в заявленную погрешность 3% от измеряемого расстояния, но может привести к заметным ошибкам при измерении изменения дальности до объекта при небольших перемещениях.

ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА не работает при частоте вращения более двух оборотов в секунду.

СЧЕТЧИК ГЕЙГЕРА - не определяется компьютером NOVA-5000.

ОБЗОР РАБОТ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ

В методических пособиях места, рекомендованные для проверки учителем, для удобства выделены курсивом.

Работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРИИ "АРХИМЕД"

Работа требуется, чтобы человек почувствовал уверенность при работе с компьютером. Делается ДО выполнения прочих работ, занимает 2 - 4 часа. Содержит много интересных дополнительных (не обязательных) заданий, которые можно изменить по выбору учителя. Лучше подобрать задание, понятное и "актуальное" для ученика, например, девятиклассника неплохо попросить определить, как зависит сила трения от веса тела и от поверхности (стол, пол).

Работа № 5

ИЗУЧЕНИЕ НАСОСА

Небольшая несложная работа, где насос делается из шприца, шлангов, клапанов от аквариума. Получается неплохо, при условии аккуратного выполнения соединений (это трудно!) Проверяйте герметичность опусканием соединений в воду.

Используемые клапаны также текут при давлениях 200 кПа, они же предназначены для аквариума… Больших давлений достичь не удастся. А вот продемонстрировать, "почувствать" работу насоса для восьмиклассника (и заодно решить задачу по этой теме - для десятиклассника) – вполне.

Работа № 6

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ПЛАВЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

Отличная работа для 8 (можно и для 10) класса. Хорошо получается.

Работа № 8

ИЗУЧЕНИЕ ИЗОХОРНОГО ПРОЦЕССА

Неплохо получается. Значение абсолютного нуля получается хорошо, если установка и датчик давления не "текут", а датчик температуры усовершенствован добавлением термопасты.

Желательно начать опыт с очень холодной воды (зимой добавьте в воду снега), нагревать медленно. Можно и охлаждать, начиная с горячего состояния, но это будет намного дольше.

Впрочем, нагревание в обычном полностью заполненном чайнике даёт хороший результат при использовании "быстрого" датчика температуры.

ОСТОРОЖНО - ГОРЯЧИЙ ЧАЙНИК!

ВНИМАНИЕ:- датчики давления, (не знаю, как Ваши, а все наши 16 датчиков - определённо точно) требуют калибровки или пересчета снятых данных! Впрочем, эта работа получается и с неточно работающими датчиками, получается абсолютный ноль - около – 350-280K.

Работа № 9

ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ АЦЕТОНА

Хорошо получается. Основные проблемы - утечка в крышке бутылки или датчике. Чтобы избежать проблем, тщательно проверьте герметичность перед началом работы. Вместо шприца поставьте заглушку (сделайте её, например, из переходничка от системы переливании крови), опустите установку пробкой в воду, сильно сожмите бутылочку, убедитесь, что нет пузырьков. Учитель, помогите детям, а то они и датчик искупают, и внутрь бутылки воды нальют!)

ВНИМАНИЕ:- датчики давления, (все наши 16 датчиков - точно) требуют калибровки или пересчета снятых данных! Эта работа нормально получается с неточно работающими датчиками,

Возможно (и интересно) дополнительное исследование поглощающей способности активированного угля.

Работа № 9 А

ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ В ГАЗОВОЙ ЗАЖИГАЛКЕ

Под наблюдением и на риск учителя можно (просто и более эффектно) взять баллончик для заправки зажигалок. Получается 3- 3,5 кПа при комнатной температуре. Не давайте детям самостоятельно подключать баллончик, строго следите за пожарной безопасностью!

ВНИМАНИЕ:- датчики давления, (все наши 16 датчиков - точно) требуют калибровки или пересчета снятых данных! Эта работа нормально получается с неточно работающими датчиками,

Работа № 10

ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННГО ПАРА ВОДЫ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Работа требует специально подготовленного сосуда, подключаемого к датчику. Причины непонятны, проверено многократно. Возможно, получится намного лучше с усовершенствованными датчиками.

ВНИМАНИЕ:- датчики давления, (все наши 16 датчиков - точно) требуют калибровки или пересчета снятых данных! Эта работа плохо получается с неточно работающими датчиками, Давление паров воды получается значительно (на 30%) заниженным по сравнению со справочными данными, при 100 0С составляет около 70 кПа. А вот если выполнить корректировку показаний датчиков, получится гораздо лучше - 93 кПа.

Не исключено также влияние конденсации пара в шланге датчика. Тем не менее, прекрасно видна динамика роста давления в "сухом" и "влажном" сосудах.

Работа № 11

ИЗУЧЕНИЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО И АДИАБАТНОГО ПРОЦЕССА

Хорошо получается. Небольшая несложная работа.

В работе – довольно высокие давления, при этом ВСЕ наши датчики давали утечку!!! После устранения утечек (см. соответствующий раздел) всё получается прекрасно.

ВНИМАНИЕ:- датчики давления, (наши 16 датчиков - определённо точно) требуют калибровки или пересчета снятых данных! Эта работа неважно получается с неточно работающими датчиками, и прекрасно - после корректировки показаний.

Работа № 12

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ КОНДЕНСАТОРА

Не делайте эту работу по описанию из синей методички, прилагающейся к "Архимеду" – оно не приведёт к победе!

Хорошо получается. Частая трудность - дети неверно собирают схему. Помогайте.

В Multilab при аппроксимации полученной зависимости экспонентой ОБЫЧНО возникают проблемы (как на NOVA-5000, так и на компьютере), устранить их не удаётся. При этом получившиеся зависимости - действительно экспоненты (проверяли).

Не требуйте от ребят получения результата - показателя экспоненты, если Multilab, как обычно, "глючит". Ограничьтесь общим видом зависимости.

Работа № 13

ИЗМЕРЕНИЕ ЁМКОСТИ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА (АККУМУЛЯТОРА)

Простая работа, вполне доступная восьмикласснику. Даёт красивый результат, особенно для аккумулятора - в какой-то момент ток резко падает.

Следите за тем, чтобы работа завершилась в момент резкого падения тока - иначе аккумулятор может выйти из строя.

Работа № 14

ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ТОКА ОТ ТОКА В ЦЕПИ

Красивая работа с неожиданным результатом. Внутреннее сопротивление гальванического элемента весьма заметно уменьшается при увеличении тока до тока короткого замыкания.

В варианте без "Архимеда" с традиционными приборами, это работа получается трудно, "капризничает", результаты меняются с каждым опытом. С "Архимедом"- стабильный результат. Следите, чтобы школьники не подвергали батарейку длительной разрядке большими токами.

Работа № 15

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Получается и многократно проверен странный результат - поле в школе 179 г. Москвы направлено круто вниз – под углом 700 к горизонту. Чувствительность датчика маловата. Зато есть уникальная возможность - "почувствовать" магнитное поле вокруг нас.

Работа № 17

ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ЯРКОСТИ СВЕЧЕНИЯ НИТИ НАКАЛА ЛАМПОЧКИ

Захватывает дух от того, что мы узнаем в этом исследовании J. Интересная большая работа.

Работа № 18

ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛЕНОИДА

Простая хорошо получающаяся работа. Только надо иметь или намотать на пластиковой трубе соленоид.

Работа № 19

ПРОВЕРКА ЗАКОНА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Красивая простая работа. Часто получается необъяснимый сдвиг фаз (видимо, проблема связана с NOVой), которого не должно быть, иногда всё нормально.

РАБОТА № 20 (пробная)

ИЗУЧЕНИЕ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ В ТРУБЕ

Работа получается, наблюдается "красивая" стоячая волна. С той стороны, где напротив открытого конца трубы расположен динамик, выраженный узел давления получается далеко не всегда.

Протянув датчик через трубу, получим зависимость амплитуды колебаний от времени.

Проблема - в определении расстояния. Датчик расстояния приспособить не удалось, он теряет мишень. Мы пользовались датчиком угла поворота. При этом непросто собрать установку правильно и аккуратно.

Хорошим решением может быть протягивание датчика на нитке равномерно, например, с использованием моторчика от LEGO.

Также нужен кабель повышенной длины, его нетрудно изготовить из двух обыкновенных.

РАБОТА № 22

ИЗУЧЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

Простая работа для 7-9 классов. Школьников радует неожиданно большое растяжение проволоки - несколько сантиметров при длине 1,5 метра.

РАБОТА № 23

ИЗУЧЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ШАРИКА

Большая интересная и полезная работа со многими исследованиями, минимум - на 6 часов. Хорошо получается с частотой измерений в секунду. Данное описание существенно дополняет и уточняет то, что написано в "синей книжке" и на сайте.

РАБОТА № 24

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

С применением датчика угла поворота.

Прекрасно качается маятник с весьма малым затуханием. Отлично получается соответствие силы натяжения в нижней точке с теорией. Можно регулировать и исследовать затухание.

Можно на этой же установке исследовать колебания физического маятника.

Симпатичная, но большая работа, для "продвинутых" ребят.

Проблема при исследовании затухания - в Multilab при аппроксимации полученной зависимости экспонентой ОБЫЧНО возникают проблемы (как на NOVA-5000, так и на компьютере), устранить их не удаётся. При этом получившиеся зависимости - действительно экспоненты (проверяли).

ПРИЛОЖЕНИЕ в "бумажном" виде – отчеты школьников о некоторых работах, находится в школе 179.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Надо выполнить работу, аккуратно, правильно и понятно оформить отчет и подойти с ним к учителю, чтобы обсудить результаты, и, возможно, побеседовать по всей теме. Разбросанный на учительском столе отчет о работе не проверяется и не считается выполненной работой.

Помните о целях исследования и достигайте их в первую очередь!

Отчет о работе - это результаты вашего небольшого научного исследования. Он должен содержать название, цели работы, оборудование, схемы, краткое, но понятное описание ваших действий, вывод всех нужных формул, аккуратную и понятную запись полученных в экспериментах данных, обработку их, нужные графики, сравнение того, что получилось, с тем, что ожидалось в соответствии с теорией, выводы, интересные замечания. Отчет должен легко читаться и быть понятным без дополнительных пояснений. Каждый график должен быть подробно подписан и понятен, масштаб – правильно подобран, графики должны быть построены на миллиметровке (в редких случаях - на бумаге в клеточку) или напечатаны с помощью компьютера. Всегда приветствуются конструктивные предложения по улучшению описания работы. Ваш отчет будет бережно храниться и может использоваться другими, поэтому сдайте его на сколотых степлером (книжечкой!) листах формата А4 (не в тетради!) аккуратно написанным или напечатанным. Обязательно оставьте слева(!) поля для скрепок. Пишите на одной стороне листа. Если отчет печатается на компьютере, целесообразно взять для него описание работы в электронном виде.

Работу надо сдать в день ее выполнения, а если данные требуют обработки дома - конкретную дату защиты работы надо обсудить с учителем и записать в журнал. Тихо исчезнуть, не сдав работу или не договорившись, нельзя (учитель обидится).

Если сложную работу выполняют два человека и сдают её в день выполнения, можно сделать только один хороший отчёт.

При выполнении работы не забывайте постоянно оценивать полученные данные на соответствие здравому смыслу.

В процессе выполнения работы полезно спросить учителя, насколько ему нравятся полученные данные, обсудить ваши предварительные выводы (то, что не понравится, придется переделывать, будет жалко, если учитель испишет ваш красивый отчет многими замечаниями…) В описаниях работ места, выделенные курсивом, будут проверены учителем, позаботьтесь, чтобы соответствующие данные были в вашем отчёте.

Каждая работа (или раздел работы) завершается написанием ВЫВОДОВ. Это НЕ заклинания, которые умилостивят учителя J, а краткий отчет - обобщение полученных результатов (вспомните, для чего вы делали работу) и ваши замечания, озарения, идеи.

Прежде чем загрузить учителя какой-нибудь проблемой, подумайте, может быть, на этот вопрос вам легко ответят товарищи, уже делавшие работу (они могут помочь найти что-то, показать, как сбирается установка и дать полезные советы).

Делайте работу БЫСТРО. Очень быстро! Работы довольно большие, успеть сделать и сдать работу за два часа можно, только если вы действуете, не отвлекаясь. Не забывайте, однако, что святая обязанность каждого – помогать ближнему J. Если вас двое - придумайте, как сделать всё быстрее. Глупо, когда один делает, а другой ждет.

Очень аккуратно уберите оборудование на место. Каждая мелочь, которую сломали, потеряли, оставили на столе, положили не в тот ящик, может вызвать серьезную проблему при выполнении этой работы следующей группой. Если что-то не в порядке с оборудованием, справьтесь с этим, а если не можете, скажите учителю.

При работе с компьютером NOVA не забудьте выключить его длительным (более 4 секунд) нажатием на черную кнопку, иначе он перейдет в спящий режим, но не выключится.

Если компьютер неисправен, напишите, в чем конкретно состоит неисправность, в специальную тетрадь. На каждый компьютер ведется "досье", все компьютеры пронумерованы.

Нельзя уносить из школы описания работ. Если хотите взять их домой - снимите копию.

Соблюдайте правила безопасности (подробно - в каждой работе), поддерживайте порядок на рабочих столах и в кабинете.

Создавайте рабочую обстановку, не делайте лишнего шума и лишнего движения в кабинете, не ешьте в классе, заботьтесь об окружающих.

О ГРАФИКАХ И ПРАВИЛЬНЫХ МАСШТАБАХ

Выведенный на экран или бумагу график должен быть наглядным, красивым, легко читаемым.

Для этого график (или интересный в данной задаче его участок) должен занимать почти всё отведенное поле. Ниже приведены три варианта масштабирования одного и того же графика:

Y	Y

 

X	X
ХОРОШО
Y
X

 

Типичная ошибка:

Ось не имеет масштаба.

Надо понять, чему соответствует одна клеточка или сантиметр на графике и ясно указать это на оси.

Типичная ошибка:

На оси вместо "красивых" чисел (например, 0, 2, 4, 6, 8, 10) пишут значения, соответствующие нанесённым на график точкам (например: 1,25 2,73 6,08 9, 53)

Типичная ошибка:

На оси мало чисел.

Типичная ошибка:

Когда ось начинается "с нуля", забывают написать, где 0.

Типичная ошибка:

На осях не написаны единицы измерения.

Должно быть, например: Х, см или U, В или t, c

Типичная ошибка:

При построении графика упущены важные точки.

Там, где функция изменяется "быстрее", требуется наносить точки чаще!

Типичная ошибка:

График или рисунок не подписан или подписан так, что непонятно, зачем вы его сделали чи что он показывает.

Рядом с каждой картинкой должен быть поясняющий текст, например:

Координата теннисного шарика при первом отскоке от поверхности (график маркирован экспериментальными точками) и аппроксимация участка свободного падения параболой. Частота 100 измерений в секунду. Видно хорошее соответствие полученной в опыте зависимости и параболы. По уравнению параболы определено ускорение свободного падения g = 9,72м/с2 . По графику выполнена оценка времени взаимодействия шарика с поверхностью, которое составило около 0,005 секунды.

О ПОСТРОЕНИИ ГРАФИКОВ

С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ "MULTILAB"

При выводе графика компьютер "NOVA" не особенно "заботится" о правильном масштабе. Нетрудно выделить интересующий фрагмент, чтобы он занял всё поле графика, но посмотрите, какой ужас при этом будет выведен в качестве чисел на осях! Например, получится время - 2.21, 3.21, 4.21, 5.21 и т. д. секунды. Это ещё можно использовать для рабочих вариантов - но никак не для итоговых отчётных графиков. Не поленитесь сделать "хорошие" числа на осях – например, время – 2, 3, 4, 5 и т. д. секунд.

Для этого нужно зайти в пункт меню "свойства графика", нажав на одну из иконок в нижнем ряду (два кружочка с черточками справа от них). Там имеются две вкладки: "Ось Х" и "Линии".

Для задания масштаба "вручную" по выбранной оси нужна вкладка "Линии". (Однако из-за особенностей программы "Multilab", установленной на NOVA-5000, во время печати всё равно могут быть выведены неудачные числа. При печати графика с нормального компьютера всё работает хорошо.).

Иногда очень полезно задать правильные единицы измерения, например, выводить время не в миллисекундах, а в секундах, ток в миллиамперах, расстояние в миллиметрах. (Инструменты-Единицы измерения.)

Внимательно следите за данными, выводимыми на ось ординат. Иногда случается, что туда выводятся сплошные нули… А кому он нужен, график без масштаба? Если на ось совсем никак не выводятся нормальные числа - напишите их ручкой!

Если график получился состоящим из заметных кусочков прямых линий – недостаточна частота записи при испытаниях.

Если на одном листе выведено несколько зависимостей - будет полезно "раскрасить" графики цветными карандашами. Кроме того, перед печатью можно сделать один график чёрным, а другой - серым. В программе Multilab для обычного компьютера (не на старой "NOVе") есть возможность вывести на график экспериментальные точки. - Иконка в нижнем ряду меню ("Свойства графика"- два кружочка с черточками справа от них). - "Ось Х"- "Линии". Здесь можно задать и цвет линии, и маркировку точками.

При печати графиков с компьютера "NOVA" не забудьте убрать галочку "Черновик", иначе качество печати будет плохим.

Каждый график должен быть подробно подписан. Весьма желательно, чтобы было не только ясно, что измерялось, но и как и зачем измерялось, и какие выводы следуют из этого графика.

Постарайтесь сделать на графике поля, чтобы его можно было скрепить с остальными листами работы в "книжечку"

Не забывайте, что, кроме принтера и компьютера, существует голова, линейка, карандаши и миллиметровая бумага. Некоторые зависимости проще и нагляднее построить "вручную" на миллиметровке.

НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ ПРИ РАБОТАХ С КОМПЬЮТЕРАМИ "NOVA"

До начала других работ с компьютером "NOVA" надо изучить данный материал и выполнить лабораторную работу "Изучение компьютера "NOVA".

КАБЕЛИ

Ø  На NOVE крайне неудачные разъёмы для подключения кабелей, связывающих компьютер с датчиками. Если применить даже небольшую силу, пытаясь вставить разъём в неправильном положении, штырьки погнутся и замкнутся друг с другом. Затем такой кабель сжигает порты всех компьютеров, в которые его впоследствии включают. ПЕРЕД ВКЛЮЧЕНИЕМ ЛЮБОГО КАБЕЛЯ ИЛИ ДАТЧИКА В КОМПЬЮТЕР ПОСМОТРИТЕ И УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ШТЫРЬКИ РАЗЪЁМА НЕ ПОГНУТЫ И НЕ ЗАМКНУТЫ.

ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО!

Если выявлен неисправный кабель, обязательно пометьте его (можно завязать узлами, можно приклеить бумажку с надписью) и сообщите учителю.

Ø  "NOVA" имеет четыре гнезда для подключения датчиков. Датчики подключают, начиная с гнезда №1 (ближе к разъёму питания). Если сделать не так - датчик может не работать.

ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ

Ø  Установите компьютер в удобном безопасном месте, исключающем возможность падения его на пол, заливания водой. Сделайте так, чтобы блоки питания не лежали на полу, чтобы за провода никто не зацепился.

Ø  Обеспечьте порядок на столе и вокруг него. Уберите лишние вещи, оставьте нужные.

Ø  Если надо, подключите компьютер к блоку питания.

Ø  Если не используется блок питания, не забывайте контролировать индикатор заряда аккумулятора.

Ø  Помните, что некоторые датчики (например, датчик расстояния) потребляют большой ток и очень быстро разряжают аккумулятор.

Ø  Если опыт длительный - также требуется блок питания.

Ø  Перед началом опыта с записью множества данных убедитесь, что на компьютере достаточно свободного места. Если это не так - результаты вашего опыта будут утеряны.

Ø  Не поленитесь подключить клавиатуру и мышку.

ПРОБЛЕМЫ С КОМПЬЮТЕРОМ, КАБЕЛЯМИ, ДАТЧИКАМИ

К сожалению, довольно часто (особенно при подключении многих датчиков или при записи большого количества данных) с компьютером NOVA-5000 происходят странные вещи. Например, "зависает" программа Multilab, иногда не "виден" датчик, не выполняется какое-нибудь действие по обработке результатов или показания датчика явно противоречат здравому смыслу. В этом случае:

- Подумайте, правильно ли вы действуете, может быть, ошибка произошла из-за ваших неверных действий или неверного подключения чего-либо. Проверьте себя, посоветуйтесь с товарищами, уже выполнявшими эту работу.

- Может помочь перезагрузка "Multilab" или компьютера.

- Если датчик даёт явно неверные показания, (а такое часто случается), перезагрузите компьютер, а если это не поможет, замените датчик. Сообщите о неисправном датчике учителю, напишите, в чём состоит неисправность (карандашом на корпусе датчика).

- Если ничего не помогает, замените компьютер.

При этом проверьте в первую очередь кабели подсоединения датчиков. Не берите другой компьютер, пока не убедитесь, что на используемых кабелях нет погнутых и замкнутых штырьков, а то сожжете новый компьютер тоже.

- Если выявлена неисправность компьютера, обязательно сообщите учителю и напишите, в чем конкретно она состоит, в специальную тетрадь. Также напишите на бумаге, в чём состоит проблема, приклейте эту бумагу к компьютеру. На каждый компьютер ведется "досье", все компьютеры пронумерованы. Таким образом, неисправные компьютеры не будут попадаться вам снова и снова.

- Помните, что обработка данных на домашнем компьютере или на школьном "обычном" компьютере легче и быстрее, чем на NOVА, также при этом будет меньше "глюков". Некоторые действия по обработке данных (а также иногда и вывод графиков с "красивым" масштабом) вообще не получаются на NOVA-5000, зато прекрасно выполняются на обычном компьютере. Если вы хотите установить Multilab на свой компьютер - возьмите загрузочный диск у учителя и сделайте это.

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ

В описаниях работ места, рекомендованные для проверки учителем, для удобства выделены курсивом. Подготовьте заранее ответы на все выделенные курсивом вопросы.

ЗАПИСЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА

Помните, что программа обработки нередко даёт сбои, а NOVA-5000 часто "зависает", а иногда даже выходит из строя навсегда. Поэтому, как только получен ценный экспериментальный материал, его надо сразу же сохранить. Наиболее ценные данные рекомендуется сохранять на свою "флешку". Компьютеры не защищены от вирусов - не используйте "грязные" "флешки"!

Сохраняя файл на компьютере, присвойте ему понятное имя, обязательно используйте свою фамилию, например: Ivanov-1 padenie sharika. mlp. Обратите внимание на то, какой папке сохранён файл. Сохранение промежуточных результатов тоже важно.

ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ

Когда закончите работу и сдадите её, удалите с компьютера сохраненные вами файлы. Не надо устраивать там мусорку.

В то же время, если работа не доделана и вам надо сохранить какие-либо файлы, напишите записку, например: "Не удаляйте файлы ivanov_1 и ivanov_2 до 20.10.2010" и прикрепите её к компьютеру. Обязательно запишите, на каком компьютере вы делали работу, чтобы не спутать его с другим.

ВНИМАНИЕ! Если нажать кратковременно на чёрную кнопку, компьютер перейдет в ждущий режим, но не отключится, а батареи будут разряжаться. Чтобы выключить его, надо удерживать кнопку около 4 секунд!