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Apr.15.2023

使用 Go Direct® 加速度感應器來進行物理學習的五種方法

分類主題:研究報告適用範圍:高中

擁有一個合適的工具,您的學生可以在真實世界中探索重要的物理概念,即使他們正在旅行中。

一個很好的例子就是Go Direct加速度感應器,它體積小巧且易於使用,可以讓您在戶外收集加速度、旋轉和高度數據。

這款3軸加速度感應器具有兩個加速度範圍,還帶有一個高度計和一個3軸陀螺儀。另外還有一個頻道可以測量感應器的長軸角度。

我通常在旅行時攜帶一個Go Direct加速度感應器,並且已經在世界各地(甚至在空中)使用它來收集數據。然而,您不必走遠就可以體驗到它的所有好處;我也曾在10分鐘的車程中使用這款感應器來收集數據。

無論您的學生是去學校還是去其他國家旅行,以下是五種他們可以在旅途中利用Go Direct加速度感應器進行實際物理學習的方法。

 

1. 飛機

當您在飛機上飛越蔚藍天際時,您也可以學到物理學。例如,起飛時是一個很好的時間來收集加速度數據。您將能夠探索單一維度的方向性加速度和二維運動(即飛機的向上加速度),這兩者都是關鍵的物理概念。只是在飛機上使用Go Direct加速度感應器之前,請務必確認每家航空公司的安全政策。

 

2. 火車

類似於飛機起飛時,乘坐火車、地鐵或有軌電車的前五分鐘是收集加速度數據的絕佳時機。如果您恰巧在一個高速列車的地方,您的數據將會更加有趣。

 

 

例如,當我在日本時,我乘坐了一個時速可達200英里的新幹線子彈列車。以下是我收集的數據的截圖:

 

 

即使您乘坐的是一列較慢的火車,這種體驗也適合探索單一維度運動和速度變化率。此外,由於Go Direct加速度感應器會感應到火車的震動,這給了學生們一個機會來處理具有不確定性的平均值,這是一個重要的物理技能。

3. 汽車

準備好繫上安全帶!Go Direct加速度感應器可以將任何汽車旅行變成一段資料收集之旅。具體來說,當您使用三軸加速度計來收集資料時,它會感應到速度變化,例如上下坡、左轉右轉以及停下和重新啟動。您也可以在乘坐公車時使用該感應器。

在物理概念方面,重點在於三軸加速度。在汽車中,有三個裝置會影響您所收集的加速度資料:

  • 油門踏板,即「加速」裝置
  • 煞車踏板,即「減速改變速度」裝置
  • 方向盤,即「改變行駛方向」裝置

以下是我在最近上班通勤中收集的資料截圖,顯示了x方向加速度(向前為正值)以藍色表示,y方向加速度(向左為正值)以紅色表示:

4. 腳踏車

騎自行車也是探索三軸加速度的絕佳方式。您可以輕鬆地使用附帶的圓柱/管狀安裝板將Go Direct加速度感應器固定在自行車上(請參見下面的照片)。

 

5. 電梯

 

下次您旅行時,考慮攜帶Go Direct加速度感應器進入高樓的電梯中。這是一種有趣的方式來研究運動學關係,這是運動學研究的基礎。例如,要確定電梯的最終速度,您可以從速度的變化率和時間的數值中反推出。

 

當我在日本時,我參觀了東京晴空塔 - 這是該國最高的建築,高達634米。在下面的截圖中,您可以看到我在電梯上升和下降時收集的一些加速度數據。

我們總是樂於聽到教師在課堂或實驗室以及其他場合中如何使用我們的解決方案!如果您想分享您對Go Direct加速度感應器或其他Vernier科技的創新應用,請電話02-23822027或Email: support@calculator.com.tw 與我們聯繫。

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