A hét kísérlete !!! TEXAS GRAFIKUS KALKULÁTOROK FIZIKAI KÍSÉRLETEKBEN I.
CBR MOZGÁSDETEKTOR
ATEXAS INSTRUMENTS (TI) cég által – elsősorban iskolai célokra- kifejlesztett grafikus kalkulátorok néhány év óta
Magyarországon is kaphatók (). A kisméretű, grafikus kijelzéssel ellátott, programozható kalkulátorok az amerikai iskolások, egyetemisták körében rendkívül népszerűek. A gépcsalád elemeinek többsége csatoló-kábel segítségével egymással (TI géppel), valamint néhány típus . A kalkulátorokhoz az INTERNET-en nagyszámú, ingyenes program található, amellyel a gépek a matematika és a természettudományok oktatásában jól használhatók.
E fenti tulajdonságok mellet azonban van még egy további amely e gépeket magasan kiemeli a más cégek által gyártott, hasonló kategóriájú típusok közül. Nevezetesen az, hogy a TI83-as típustól fölfelé (TI85, TI86, TI92) a gépek alkalmasak arra, hogy egy speciális, -CBL névre hallgató adatgyűjtővel kommunikáljanak. A CBL is a TEXAS cég terméke amelyet kimondottan ehhez a gépcsaládhoz terveztek, és amelynek segítségével a természettudományok széles területén számos kísérlet elvégzésére nyílik lehetőség.
A egység egy önálló mikroprocesszorral, memóriával, kijelzővel rendelkező kalkulátor-méretű egység amely öt csatornán keresztül képes kommunikálni a környezettel. Ezeken a csatornákon keresztül a kapcsolhatók, amely után az eszköz a legkülönbözőbb fizikai paraméterek mérésére alkalmas lehet /feszültség ellenállás, hőmérséklet, fényerősség, stb./ Egy speciális ultrahangos érzékelőt kapcsolva a CBL egyik bemenetére, az eszköz mozgó tárgyak helyzetének megállapítására is alkalmassá válik.
Kinematikai kísérletekben a tárgy gyakran egy egyenes mentén mozog. Ilyenkor az ultrahangos mozgásérzékelő segítségével felvehetjük, hogy az idő függvényében hogyan mozog a test, hogyan változik a sebessége és a gyorsulása. Az ultrahangos szenzor és CBL egység hasznos és gyakran használt kísérleti eszköz lehet a fizika tanításában. Az eszköz népszerűsége és jó használhatósága miatt a CBL és ultrahangos érzékelőnek egyetlen eszközben történő egyesítésével született a .
A CBR leginkább egy kisméretű, mobiltelefonra hasonlító eszköz, amely ultrahangimpulzusokat ad ki, majd a visszavert jeleket, azok beérkezési idejét rögzíti. Az eltelt időből a céltárgy helyzete kb. 2mm-es pontossággal meghatározható, ha a tárgy egy kb 0.4-6.0m-es távolságban található az érzékelő előtt. A CBR is önálló programmal és memóriával rendelkezik, csak a mérés végén szükséges összekapcsolni a kalkulátorral.
A kalkulátorba áttöltve az adatokat a mérési eredmények célprogramok segítségével feldolgozhatók. Az eredmények, grafikonok megjeleníthetők a képernyőn. A tanári célokra gyártott gépeken egy további csatlakozó is található, amelyre egy írásvetítőre helyezhető folyadékkristályos kijelző kapcsolható. A csatoló-kábelen keresztül az adatok, vagy a teljes grafikus kép egy számítógépbe átvihető. A további adatfeldolgozás, vagy a képernyőkép céldokumentumba másolása egyszerűen megoldható.
A TI-gépek CBL és CBR egységek használatát magyar nyelvű leírások, , magyar nyelvű , évente több alkalommal megjelenő újság is segíti.
A mellékelt ábrasor néhány jellegzetes mozgás kinematikai jellemzőjének időfüggését mutatja. A mérések CBR segítségével történtek, a numerikus deriváltak előállításánál a program által felkínált különleges szűrési eljárásokat nem használtuk.
Fonál végén levő test által gyorsitott forgó mozgás vizsgálata. Az "ütközési pont"
amikor a fonál a teljes letekeredés után az ellentétes irányban felcsavarodik
Csillapitott rezgés x(t) , v(t) diagramja. (Folyadékban mozgó, rugón függő
fémgolyó mozgása)
Csatolt rezgést végző fonálingák egyikének kitérése és sebessége az idő függvényében
