Enrera
 Mòdul 5A
Utilització de l' Aula de Noves Tecnologies per a la Ciència
  Pràctica
1
             
Exercicis
Exercicis
 
 

Objectius
   
 
  • Aprendre a utilitzar la càmera web de l' aula de ciències en connexió amb la consola.
  • Saber com gravar i enregistrar simultàniament dades de l' experiència"Estudi del moviment d'un pèndol".
   
Estudi del moviment d'un pèndol
   
Introducció
   
 

Com ja heu vist al mòduls 1 i 2, el MultiLab permet veure la gravació en vídeo de la vostra prova juntament amb les dades enregistrades, així com gravar pel·lícules de vídeo de la prova i reproduir-les al mateix temps que el gràfic de dades. També pot afegir comentaris de veu a les gravacions de vídeo.

Per treballar amb la finestra de vídeo, el sistema ha d'estar equipat amb una càmera de vídeo, com la que té l' aula de ciències

Per poder gravar i reproduir veus el sistema ha d'estar equipat amb una targeta de so, un micròfon i un altaveu, com els que tenen els ordinadors de l' aula.

La possibilitat de poder gravar les experiències permet mostrar-les posteriorment en qualsevol ordinador que tingui instal·lat el programa MultiLab.
  
 
Instal·lació de la càmera web
   
 

Instal·lació del programa Direct i dels drivers de la càmera

Si ja teniu instal·lats el programa Direct i els drivers de la càmera, passeu al punt Configuració de la càmera; i si no, seguiu el procediment següent per fer-ho:
 

 
 
  • Endolleu amb el cable USB la càmera al port USB de l'ordinador.
   
  • Introduïu el CD MultiLab CATALÀ V.1 Nov.2002 al lector de CD.
  • Si us surt la finestra InstallShield Wizard, premeu Cancel i després Finish.
  • Obriu El meu ordinador i entreu al CD d'instal·lació que teniu al lector de CD.
   
  • Obriu la carpeta DirectX 8.1b-Redist i, si no teniu instal·lada cap versió superior del programa Direct, premeu dxsetup, i seguiu les orientacions fins a arribar a completar la instal·lació.
  • Si ja teniu instal·lada una versió superior del programa Direct, passeu al punt següent.

 
   
  • Obriu la carpeta Camera Driver i premeu Dual Mode USB Camera Plus.
   
  • Quan us aparegui aquesta pantalla, seguiu les orientacions fins a arribar a completar la instal·lació de la càmera.
 
  Configuració de la càmera
   
 
  • Obriu el programa MultiLab .
  • Activeu la finestra de Vídeo .
  • Seleccioneu Vídeo/Habilita vídeo i activeu aquesta funció.
   
  • Us sortirà la imatge del que teniu davant de la càmera.
  • Si la imatge té poca definició, com la que mostra la imatge, heu de canviar la qualitat del vídeo tot seguint els passos indicats a continuació.
   
  Propietats de Vídeo i Àudio
   
 
  • Seleccioneu Vídeo/Propietats de vídeo.
   
  • Se us obrirà el quadre de diàleg de Propietats de vídeo, que us permetrà canviar el format de l'arxiu d' àudio i vídeo.
  • Canvieu la Qualitat d' arxiu de sortida a Alt(12kbps).
   

Per defecte, la qualitat de la finestra de vídeo és Normal.

Canviar la qualitat de vídeo no tan sols afecta la qualitat de imatge, sinó també la mida dels arxius que graveu, així com la velocitat de l'ordinador. Una qualitat de vídeo més elevada suposa l'ús de més espai de disc, i pot alentir el funcionament de l'ordinador.
   
 
  • Noteu com ara surt una imatge de més qualitat.
   

L' opció per defecte d' Arxiu de dades és Audio_vídeo. Això significa que tant el vídeo com l' àudio estan habilitats i es poden gravar comentaris de veu juntament amb el vídeo.

Si només voleu gravar vídeo, seleccioneu l' opció Només vídeo. Si només voleu gravar comentaris de veu, seleccioneu l' opció Només àudio.
   
  Preparació de la sessió de gravació
   
Amb un punter làser i un sensor de llum de 0-6,6 lx es pot construir una fotoporta que permet determinar quan un objecte opac passa pel seu davant.
 
 
Mesurant amb el MultiLab el temps d' ocultació del làser per part del pèndol, podeu determinar la velocitat a la part més baixa.
   
Material i equipament
   
 

Equipament MultiLog

  • Consola amb cable USB i adaptador AC-DC
  • Sensor de llum 0-6,6 lux
  • Càmera web
  • Suport
 Material de laboratori
  • Suport
  • Tija de ferro llarga i nous
  • Barreta de ferro curta i barreta amb ganxo
  • Pinces
  • Punter làser i agulla d' estendre roba
  • Bola d' acer de 3 cm de diàmetre, imant de neodimi, clip o bola amb ganxo
  • Cordill

   
Plantejament d' hipòtesis i disseny de l' experiment
   
 
Representeu a mà alçada la forma que penseu que tindrà el gràfic Llum-temps.
 
 

Responeu les preguntes següents:

  • Com es pot mesurar el període d'oscil·lació del pèndol?
  • Com mesurareu la velocitat en el punt més baix?
  • A mesura que el pèndol oscil·la, perd energia i se 'n va esmorteint el moviment, com variaran el període d'oscil·lació i la velocitat al punt més baix?
 
Si voleu afegir alguna explicació al vídeo, prepareu el text a partir de les respostes a les preguntes anteriors i calculeu el temps que us ocuparà.
 
Procediment
   
  Muntatge de l' experiència
   
1. Preparació de la fotoporta i el pèndol
 
  • Munteu la tija de ferro llarga al suport.
  • Uniu, amb una nou, la barreta amb el ganxo.
  • Amb una altra nou col·loqueu la barreta de ferro curta perpendicular a la barreta llarga.
  • Uniu les dues pinces amb nous a la barreta curta.
  • Agafeu el punter làser i el sensor de llum amb les pinces, tal com s' indica a la foto.
   
Detall del punter làser i el pèndol  

  • Talleu el cordill de tal manera que tingui una longitud d'uns 60 cm.
  • Poseu el cordill a la barreta amb ganxo i feu-hi una vaga a l' extrem de baix.
  • Si no teniu una bola amb ganxo, feu un ganxo amb el clip i uniu-lo a la bola d' acer amb l' imant de neodimi.
  • Pengeu la bola del cordill i manteniu obert el làser amb l' agulla d' estendre roba.
  • Procureu que el feix làser apunti al sensor de llum.
  • Ajusteu la posició del pèndol de tal manera que el seu diàmetre talli exactament el feix làser.
Per aconseguir una imatge de qualitat, heu de procurar que el muntatge estigui força il·luminat.
   
 
2. Muntatge de la càmera
  • Col·loqueu la càmera en un lloc des d'on es pugui veure com oscil·la el pèndol i talla el feix làser. Si cal, la podeu fixar en un suport mitjançant una pinça i una nou.
  • Comproveu a la finestra Vídeo del MultiLab que es veu l' escena que voleu mostrar.
   
  Configuració de l' equip
   
 

1. Configuració del MultiLogPRO

  • Obriu la consola .
  • Connecteu-la al port USB de l'ordinador i a la font d' alimentació.
  • Amb desplaceu-vos fins a Configuració sistema . Premeu Enter .
  • Us apareixerà la pantalla següent:

  • Amb seleccioneu Mode: Auto ID.
  • Premeu i netegeu la memòria; premeu i us apareixerà el missatge Memòria neta!
  • Premeu per tornar al menú principal.
  • Connecteu el sensor de llum 0-6,6 lux al port I/O 1 de la consola.
   
 

2. Configuració del MultiLab

  • Obriu el programa MultiLab i tanqueu totes les finestres menys la del gràfic.
  • Seleccioneu Configuració i us apareixerà la pantalla següent:
 

 
  • Comproveu que a l'Entrada 1 us apareix Llum 0-6,6 lux.
  • Premeu Proper i us apareixerà la pantalla següent:
   
  • Seleccioneu Escull freqüència i 100 mostres per segon.
  • Seleccioneu Desplaça a Mode d'escala.
  • Seleccioneu Substitueix a Mode de gravació.
  • Premeu Proper i us apareixerà la pantalla següent:
   
  • Seleccioneu Temps i Per temps.
  • Trieu 20,00 s i noteu que us indica que es gravaran 2.000 mostres.
  • Premeu Acaba.
   

Si els 20,00 s no és temps suficient per posar veu a la gravació i explicar l' experiència, heu d' escollir un temps més llarg.
   

Si la velocitat de gravació és de 100 mesures per segon o menys, el MultiLab obrirà automàticament una finestra de gràfic i mostrarà les dades en temps real, traçant-les al gràfic mentre s' està gravant.

Si la velocitat de gravació es de més de 100/s, el gràfic no es mostrarà en temps real i un cop acabat l' enregistrament les dades es descarregaran i es mostraran automàticament.
 
Gravació del vídeo i enregistrament de les dades
   
  Captació de dades
   
 
  • Assegureu-vos que ja teniu seleccionat Vídeo/Habilita vídeo.
  • Si decidiu gravar so per explicar l' experiència, assegureu-vos que heu seleccionat Àudio i vídeo quan heu triat el Format d' arxiu A/V, i a mesura que s' està gravant la caiguda, comenteu l' experiència davant del micròfon.
  • Feu clic a Grava a la dreta de la barra d' eines per començar la gravació de vídeo.
  • Poseu en marxa la recol·lecció .
  • Un cop hagi acabat l' enregistrament de dades, feu clic a Para gravació de vídeo .
  • Cliqueu al botó Edita gràfic de la barra d' eines de gràfic i doneu el nom Llum/temps al gràfic obtingut.
  • A continuació, cliqueu al botó Afegeix el gràfic al projecte .
  • Seleccioneu el menú Arxiu/Anomena i desa, doneu-hi el nom de m5a_e2a i guardeu-lo a la carpeta m5a per enviar-lo al tutor/a.
   

En guardar l'arxiu, també es guardarà automàticament el vídeo.

Podeu aturar la gravació en qualsevol moment tot fent clic a Parar , a la barra d'eines.
 

 
  Reproducció de la prova
   
 
  • Obriu un del arxius anteriors que vulgueu reproduir.
  • Feu visible les finestres de Gràfic i Vídeo .
  • Feu clic a Reprodueix per mostrar simultàniament tant el procés de creació de gràfics de dades com la gravació de vídeo.
  • Comproveu si esteu satisfets dels resultats de la gravació i l' enregistrament; en cas contrari, repetiu l' experiència.
   

Es pot utilitzar la càmera web per gravar qualsevol experiència encara que no feu mesures, però sempre és necessari que endolleu el MultiLog amb un sensor qualsevol perquè es puguin habilitar les funcions del vídeo.

De fet, també podeu filmar una experiència sense enregistrar dades amb el mateix programa de la càmera web.
 
  Anàlisi de les dades
   
 

Determineu a partir de la gràfica Llum/temps i del diàmetre de la bola:

  • El període d'oscil·lació del pèndol
  • La velocitat al punt més baix en les tres primeres oscil·lacions
   
Conclusions experimentals
   
 
  • Si sabeu que el període d'oscil·lació d'un pèndol és T = 2 · pi · (l/g)1/2, determineu la intensitat del camp gravitatori al laboratori.
  • Responeu i justifiqueu la pregunta següent: Com variaran el període d'oscil·lació i la velocitat al punt més baix?
  Guardeu els resultats i les respostes en un arxiu del Word amb el nom m5a_e2b i arxiveu-lo a la carpeta m5a, que més endavant enviareu al tutor/a.
   
 
Descàrrega de la pràctica en format Word