2018年9月30日 星期日

60Hz火花打點計時器(二代)_自由落體軌跡圖

和學生第一次討論完軌跡圖之後
發現很多學生其實真的連將軌跡圖變成表格都有困難
有些是不懂怎麼作,更多是測量時誤差很大
透過第一次的練習
他們自己也發現處理數據真的需要非常細心
雖然只是簡單的測量位置(距離),也可能就測量錯了
「以前沒做過,都不知道原來我們連量個距離都有問題~~」學生有感而發的說
「是啊~~,這就是我希望讓大家知道知識產生的歷程的原因...」
後續也討論了一些大家認為可能產生誤差(v-t非預期的直線)的原因
其中有同學提到在一開始測量打點週期時就有很大的誤差
我微笑著,不附和也不否認
基本上只要打點計時器是穩定的
就算週期時間測量有誤,其實也不影響v-t圖的結果的
但學生可以有這樣的推論也算是在實驗中悟出的道理
值得鼓勵了!!

「很好的推論喔,不過問題人人會找,重點是能不能提出一個可行的解決方法?」
「量多次一點」
「時間長一點」
...

我心裡想的其實是重作一台打點計時器...
用市電的60Hz是最準的了
但1/60的週期已經到了固態繼電器的極限
一般固態繼電器的反應時間約20ms
所以其實我很擔心繼電器的速度不夠快
加上原本電弧打火機的開關速度也無法承受60Hz的頻率(無法動作了)
只能全部重新想過
高壓產生器試了許多種,最後用冷光燈的啟動器
之前其實用過許多次了,EMP高壓電寫字
這個似乎也可以用
電路圖如下
直接用110V的市電,一定要注意安全
加上一條保險絲是必要的

成品像這樣



自由落體出來的結果如下



算出來的加速度約881cm/s^2
其實我也不知道這樣算準不準
但至少不用再算打點週期了
但...我還是喜歡可以調速的