Inhaltsverzeichnis
Verwandte Anleitungen für Vernier DTS-EC
Inhaltszusammenfassung für Vernier DTS-EC
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Seite 1: Inhaltsverzeichnis
4. Einsatzbereiche 4.1 Kompatible Datenlogger für den Kodierempfänger MEC-BTD 4.2 Software: Logger Pro 3.11 5. Vorgehen zur Messwerterfassung mit der Vernier Fahrbahn DTS-EC / DTS-EC-LONG 14 6. Mechanische Experimente mit der Vernier Fahrbahn DTS-EC 6.1 Mechanische Basisexperimente a) Geradlinig gleichförmige Bewegung (konstante Geschwindigkeit) b) Geradlinig gleichmässig beschleunigte Bewegung (konstante Beschleunigung) 15... -
Seite 2: Vernier Fahrbahn Dts-Ec / Dts-Ec-Long Mit Kodierstreifen Zur Berührungslosen Distanzmessung
1.1 Beschreibung des Fahrbahnsystems Die Fahrbahn (Dynamic Cart and Track System with Motion Encoder, DTS-EC und ETS-EC-LONG, Länge wahlweise 1.2 m oder 2.2 m) von Vernier ist mit einem neuartigen berührungslosen Distanz- mess-System ausgestattet, das es erlaubt, exakte kinematische und dynamische oder Stoss-Messungen mit einem oder zwei Experimentierwagen ohne den heute übliche Ultraschall-Distanzsensor durchzu-... - Seite 3 Der Kodierempfänger MEC-BTD funktioniert nicht mit dem TI LabCRADLE. Verbindet man den Empfänger MEC-BTD mit dem LabCRADLE, wird im Labcradle sämtlicher Code gelöscht! Das Gerät wird unbrauchbar und muss eingeschickt werden. Die Daten können aber mit einem Datenlogger gemessen und anschliessend zur Auswertung auf TI-nspireCAS übertragen und dann weiterverarbeitet werden. Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
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Seite 4: Einsatzbereiche
Dieser kann von einem zweiten Experimentierwagen ausgelöst werden kann («superelastic collisions» mit Gesamtimpuls null). Das vergleichsweise preisgünstige Fahrbahnsystem DTS-EC eignet sich neben dem Einsatz im Physik- unterricht besonders auch im Physikpraktikum. Es erlaubt Schülerinnen und Schülern sowohl einen spielerisch-qualitativen als auch exakt-quantitati- ven Zugang zu den für sie zu Beginn des Physikunterrichts schwierigen Grössen Weg, Zeit, Geschwin-... -
Seite 5: Komponenten Des Vernier Fahrbahnsystems Dts-Ec / Dts-Ec-Long
XIV. XII. VII. XIII. Figur 3: Vernier Fahrbahnsystems DTS-EC / DTS-EC-LONG. Hauptkomponenten und Hilfsmaterial (Lieferumfang) a) Hauptkomponenten Das Fahrbahnsystem umfasst vier Hauptteile, die Fahrbahn (I), zwei Experimentierwagen (II, III), einer mit und einer ohne Distanzmesselektronik sowie einen Kodier-Empfänger (IV): 1.2 m / 2.2 m Fahrbahn / optische Bank mit zwei aufgeklebten Kodierstreifen zur berührungsfreien... - Seite 6 Justiereinrichtung zur Einstellung der exakt horizontalen Lage der Fahrbahn (2 Stück) mit vier Nivellierschrauben (Figur 7). VII. Befestigungsmaterial für den «Dual-Range-Force-Sensor» und das «Low-g-Accelerometer» (2 grosse und 4 kleine Schraubstifte, Figur 8, 10 und 11). Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
- Seite 7 Einschüben, links: montiert, Accelerometers» rechts: entfernt Die Vernier-Experimentierwagen werden mit magnetischen Stossdämpfern und Klettverschluss- Kupplungen (hook-and-pile tabs). Diese können wahlweise in zwei, bzw. vier demontierbare Stosseinschübe (Collision Tabs, Figur 9) eingebaut werden. Diese Stosseinschübe haben zwei Seiten, eine mit N markierte für Magnetmontage, bzw. eine glatte, auf welche die Klettverschluss- kupplungen aufgeklebt werden können.
- Seite 8 2 Klammern (Photogate Brackets PGB VDS) zur kopf- oder stirnseitige Befestigung einer Lichtschranke (Photogate VPG BTD ) an der Fahrbahn (Figuren 17, 19 und 20). Figur 17: Photogate Bracket PGB VDS Figur 18: Inbus-Schlüssel 3/32 Zoll (Allen wrench 3/32 inch) Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
- Seite 9 Figur 24: Fahrbahn als schiefe Ebene mit Stangen- Muffe Stativstange und Stativfuss Ebenfalls enthalten: Inbus-Schlüssel 5/32 Zoll (Alen wrench 5/32 inch, Figur 18) zur Montage von magnetischen Stossdämpfern bzw. der Klettverschluss-Kupplungen (hook-and-pile tabs). Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
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Seite 10: Zusätzliches Material (Im Lieferumfang Nicht Enthalten)
Motion Encoder Cart Upgrade Kit MECT (Figur 26) Figur 26: Motion Encoder Cart Upgrade Kit MECT Figur 27: Cart Friction Pad DTS PAD Friction Pad DTS-PAD für Versuche mit Reibung (Figur 27) Photo Gate VPG-BTD (Figuren 28, 19 und 20) Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016... - Seite 11 Beschleunigungsmessung mit Lichschranken (Photo Gate VPG-BTD). Für ältere Fahrbahnen ohne berührungslose Distanzmes-sung. VIII. Bumper and Launcher Kit BLK für Energie- und Stossversuche mit einem Dual Range Force Sensor DFS-BTA Figur 30: Bumper and Launcher Kit BLK Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
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Seite 12: Ersatzteil-Kits
XII. Diffraction Apparatus DAK Figur 33: Color Mixer CM-OEK Figur 34: Diffraction Apparatus DAK 3.2 Ersatzteil-Kits 1. Hook and Pile / magnetic end caps VMC-VDS Figur 35: Hook and Pile /magnetic end caps-Kit Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016... -
Seite 13: Software Und Interfaces (Im Lieferumfang Nicht Enthalten)
2. VDS-RPK Vernier Dynamics System Replacement Parts Kit Figur 36: VDS-RPK Vernier Dynamics System Replacement Parts Kit 4. Software und Interfaces (im Lieferumfang nicht enthalten) 4.1 Kompatible Datenlogger für den Kodierempfänger MEC-BTD (www.vernier.com/dts-ec) LabQuest 2 (autonom, mit Bildschirm) LabQuest Mini (ohne Bildschirm, preisgünstig) -
Seite 14: Software: Logger Pro 3
4.2 Software : Logger Pro 3.11 Figur 38: Logger Pro 3.11 Hauptbildschirm 5. Vorgehen zur Messwerterfassung mit der Vernier Fahrbahn DTS-EC / DTS-EC-LONG a) Befestigen Sie den Kodierempfänger MEC-BTD an der Fahrbahn (Figur 1). Die Kodierstreifen auf der Fahrbahn und die Markierungen an den Empfänger müssen übereinstimmen. -
Seite 15: Mechanische Experimente Mit Der Vernier Fahrbahn Dts-Ec
6. Mechanische Experimente mit der Vernier Fahrbahn DTS-EC 6.1 Mechanische Basisexperimente a) Geradlinig gleichförmige Bewegung (konstante Geschwindigkeit) Der Kodierempfänger wird z.B. links an der Fahrbahn angebracht (Figur 39) und mit dem Datenlog- ger (LabPro, LabQuest) verbunden. Der Datenlogger wird mit einem USB- (mini/A) Kabel an einen Computer angeschlossen und das Messwerterfassungsprogramm (Logger Pro 3.11) gestartet. -
Seite 16: C) Zweites Newton'sches Gesetz: Bewegungsgesetz
Pulley) mit dem Experimentierwagen verbunden (Figur 42). Figur 42: klassisches Experiment zum zweiten Newton’schen Gesetz m g Die beschleunigende Kraft ist , die gesamte beschleunigt bewegte Masse , also gilt gemäss zweitem Newton’schem Gesetz Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016... - Seite 17 v a t Zur Durchführung dieses Experiments benutzen wir die Fahrbahn DTS-EC bzw. DTS-EC-LONG, einen Experimentierwagen DTS-CART-MEC mit Wegdecoder und einen Kodierempfänger MEC- BTD. Auf dem Experimentierwagen ist ein Dual-Range-Force-Sensor DFS-BTA oder ein Wireless Dynamic Sensor WDSS (Figur 25) befestigt. Auf der Fahrbahn wird links der Kodierempfänger, rechts das Speichenrad (Ultra Pulley Attachment SPA) mit der Befestigungsklammer (Pulley Bracket B-SPA) montiert (Figur 44).
- Seite 18 (Figur 45) beschleunigt, das Weg-Zeit-Diagramm parabelförmig gemäss . Die auf den Experimentierwagen in Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm geradlinig gemäss v a t dieser Bewegungsphase wirkende, beschleunigende Kraft ist konstant. Solange der Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
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Seite 19: Stossexperimente: Impuls, Kraftstoss, Imulssatz
DTS-CART-P auf der Vernier Fahrbahn DTS-EC oder DTS-EC-LONG durchgeführt werden. Dieses Material ist im Lieferumfang des Dynamic Cart an Track Systems DTS-EC enthalten. Um die Distanzdaten beider Experimentierwagen simultan erfassen zu können sind aber ein zusätzli- cher Kodierempfänger (Motion Encoder Receiver MEC-BTD) sowie ein Motion Encoder Cart Up- grade Kit MECT für den Plunger Cart... -
Seite 20: A) Vollkommen Inelastischer Stoss
Vollkommen (vollständig) inelastischer Stoss Auf der Fahrbahn DTS-EC oder DTS-EC-LONG wird der vollständig inelastische Stoss zwischen zwei Experimentierwagen mithilfe von Klettverschlussklebern (Velcro hook & pile tabs) an den Stossstellen der beiden Experimentierwagen realisiert. Der eine Wagen wird dabei von Hand leicht angestossen (Figur 51), trifft dann auf den zweiten, ruhenden Wagen und bewegt sich mit diesem dann gemeinsam weiter. -
Seite 21: B) Vollkommen Elastischer, Zentraler Stoss
Figur 52: vollkommen inelastischer Stoss auf der DTS-EC-Fahrbahn. Wagen 1 (stossend): rot, Wagen 2 (zu Beginn ruhend): blau. Nach dem Stoss: gemeinsame Weiterfahrt. Vollkommen (vollständig) elastischer, zentraler Stoss Ein Stoss heisst vollständig elastisch, wenn die gesamte kinetische Energie der beiden stossenden Körper erhalten bleibt, also keine Energie in Wärme umgesetzt wird. - Seite 22 ) zu vor dem Stoss in Ruhe ( �� = 0 ), so vereinfachen sich die Formeln: ∗ ( �� �� − �� �� �� + �� 2 ∗ �� ∗ �� �� �� + �� Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
- Seite 23 < 0 und �� > 0. ������������������? Auf der Fahrbahn DTS-EC oder DTS-EC-LONG erfolgt der vollständig elastische Stoss zwischen zwei Experimentierwagen mithilfe von abstossenden (N-N) Supermagneten (Neodym) an den Stossstellen der beiden Experimentierwagen. Die oben erwähnten drei Spezialfälle können mithilfe der mitgelieferten 125 Gramm-Massenstücke (Mass DTS) realisiert werden.
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Seite 24: C) Stoss Mit Gesamtimpuls Null
Gesamtimpuls vor, während und nach dem Stoss null: total 1,vor 2,vor 1,nach 2,nach Figur 55: Experimentierwagen «Plunger Figur 56: Stoss mit Gesamtimpuls null: Carts DTS-Cart-P» Auslösung von oben Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016... -
Seite 25: Impuls, Kraftstoss, Drittes Newton'sches Gesetz, Potenzielle, Kinetische Und
Experimentierwagen montiert (Figuren 46 und 47, noch mit den älteren Experimentierwagen). Die nachfolgenden Figuren 46 – 49 zeigen den Einsatz des nützlichen Materials im «Bumper and Launcher Kit» BLK zusammen mit Fahrbahn, Experimentierwagen und «Dual Force Sensor» DFS. Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016... - Seite 26 Kit» mitgelieferten Blattfedern (Hoop Bumpers»). In Ordinaten-Richtung ist die Kraft bis 6 Newton, in Abszissen-Richtung die Deformationstrecke bis 7.5 cm (0.075 m) dargestellt (Messungen gemäss Figur 48). Die Kraft wird mit einem «Dual-Range Force Sensor» DFS gemessen, die Distanz mit dem Län- Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...
- Seite 27 (Federenergie kinetische Energie potenzielle Energie). Eine detaillierte Beschreibung findet sich in: Larry Duckerich [LD], Advanced Physics with Vernier – Mechanics, 2011, Kapitel 7, 8 und 9. Literatur: Larry Duckerich [LD], Advanced Physics with Vernier – Mechanics, 2011, ISBN 978-1-929075-64-5 Fahrbahn DTS-EC Bedienungsanleitung / Hans Kammer 7.10.2016...