С. В. Степанов
Оборудование школьного физического кабинета
Датчик индукции постоянного магнитного поля состоит из чувствительного полупроводникового элемента, через который пропускают электрический ток. Физический принцип действия основан на эффекте Холла, который заключается в следующем. Если в полупроводнике движутся заряды, то в магнитном поле они отклоняются силой Лоренца в направлении, перпендикулярном к направлению тока (то есть скорости носителей тока) и индукции магнитного поля. В результате в поперечном сечении полупроводника возникает разность потенциалов, пропорциональная индукции магнитного поля. Эта разность может быть измерена. Чувствительный полупроводниковый элемент размещается в щупе (узкой трубке). Датчик измеряет тангенциальную составляющую вектора индукции магнитного поля, направленную вдоль оси щупа.
Датчик освещенности выполнен на основе полупроводникового фотоэлемента, ЭД С которого зависит от величины падающего на него светового потока.
В основе принципа действия датчика силы лежит изменение сопротивления переменного резистора (реостата), размещенного на одной оси с динамометрической пружиной.
Для передачи информации с аналоговых датчиков в компьютер требуются аналого-цифровые преобразователи. Обычно они являются составной частью так называемых интерфейсов – устройств с набором входов для подключения датчиков и выходом USB для подключения к компьютеру. Существуют также интерфейсы, подключаемые к мобильным компьютерам через Bluetooth или wi-fi, что значительно упрощает проведение лабораторных работ с использованием датчиков. К одному интерфейсу можно подключить сразу несколько датчиков, что позволяет измерять несколько физических величин одновременно.
Основной характеристикой аналого-цифрового преобразователя является частота дискретизации (преобразования аналогового сигнала в дискретный). Чем она выше, тем шире спектр цифрового сигнала, а значит, возможность более детального анализа данных, поступающих с датчика. Массив получаемых данных обычно обрабатывается специальным программным обеспечением, позволяющим получать графики изменения физических величин в реальном времени, сохранять их в памяти компьютера, а также выполнять экспорт массива в формат электронной таблицы для проведения детального анализа.
В качестве примера рассмотрим цифровую лабораторию от американской компании PASCO, выпускающей учебные датчики для естественнонаучных и инженерных дисциплин. В России продукцию этой компании представляет фирма Polymedia. В комплект ученика входят: датчик движения, датчик освещенности, датчик магнитного поля, датчик низкого давления, датчик силы, поворотный датчик движения, датчик температуры, датчик напряжения, два датчика момента времени, стальной зонд для датчика температуры, цифровой преобразователь, кабель-удлинитель. Комплект для учителя помимо вышеперечисленных элементов включает датчик заряда, двухканальный датчик напряжения и датчик альфа/бета/гамма-излучений (счетчик Гейгера). К комплекту датчиков требуется приобрести регистратор данных, позволяющий снимать показания с датчиков, визуализировать данные и проводить их анализ, либо интерфейс для подключения к компьютеру в комплекте с программным обеспечением, либо беспроводной интерфейс для подключения к мобильным устройствам на базе ОС Android или Apple iOS. С помощью таких комплектов можно проводить большое количество лабораторных работ и демонстрационных экспериментов, с интересом воспринимаемых школьниками. Пока, однако, методические описания для проведения лабораторных работ с использованием рассматриваемых датчиков имеются только на английском языке. Тем не менее множество подобных комплектов уже имеется в образовательных организациях России с русскоязычным описанием.
Интерес к использованию портативных информационно-измерительных систем в учебном физическом эксперименте будет возрастать. Это легко объяснимо возможностями комплексного их использования для учебной работы в различных условиях, как в учебных физических лабораториях, так и вне учебных лабораторий, например, в различных выездных мероприятиях (производственных экскурсиях, лабораторных занятиях на природе по изучению экологической обстановки и т. п.). Особенно перспективным является использование портативных систем в самостоятельном учебно-научном физическом эксперименте, что достигается целым рядом удобств, по сравнению с использованием обычных стационарных информационно-измерительных систем.
При выборе портативной информационно-измерительной системы для учебного физического эксперимента следует руководствоваться учебными задачами, в решении которых должны оказать помощь эти средства. Например, следует внимательно изучить состав датчиков, предлагаемых в комплекте (от этого в значительной степени зависит цена комплекта, так как датчики очень дорогие). Не следует приобретать комплекты, имеющие в своем составе датчики, которые в учебном физическом эксперименте не используются. Дело в том, что производители (особенно зарубежные фирмы) стараются изготавливать широкий спектр датчиков, дабы покрыть весь спектр физико-химических величин, измерением которых приходится заниматься в дисциплинах естественно-научного цикла (физике, химии, биологии и т. д.). Российские распространители (дилеры) не всегда учитывают особенности преподавания отдельного предмета (в нашем случае физики) и предлагают для лабораторий физики перенасыщенные комплекты. Например, в составе портативной информационно-измерительной системы, производимой израильской фирмой Fourier system Inc, имеется датчик цветности. Он предназначен для определения концентрации растворов по степени их окрашивания. В учебном физическом эксперименте этот датчик вряд ли найдет применение.
Особое внимание следует обращать на погрешности измерений физических величин. Встречаются случаи, что указанные в инструкциях на систему данные не отвечают действительности. Для проведения учебной экспериментально-исследовательской деятельности студентов требуются приборы с погрешностью не более 5 %.
Наконец, следует обращать внимание на представление информации о результатах измерений и программные возможности их дальнейшей обработки. Обратите внимание, все ли физические величины отображаются на экране в шкалах, соответствующих международной системе.
Перспективы развития компьютеризированного физического учебного эксперимента связаны в первую очередь с повышением его доступности для всех участников учебного процесса. Особенно важен этот факт для дистанционной формы обучения. Обучение физике в домашних условиях серьезно снижает возможности обучающегося по проведению эксперимента, вследствие отсутствия необходимого оборудования. Однако уже сейчас эта проблема активно решается с помощью нового поколения мобильных компьютеров, представленного смартфонами. Современный смартфон (например, семейства HTC One) содержит в себе набор устройств, способных измерять ускорение, угловую скорость, индукцию магнитного поля, освещенность, расстояние, уровень шума.
Завершая описание комплекса аппаратных средств электронного обучения физике, подчеркнем, что в его основе лежит принцип вариативности, позволяющий изменять составы модулей в зависимости от условий конкретного образовательного процесса и методик, используемых в нем.
Если взглянуть на процесс организации и проектирования электронного обучения, то сперва определяются основные задачи обучения, его масштабность, затем для их решения подбираются электронные образовательные ресурсы и другие программные средства, а затем строится аппаратная платформа. Таким образом, несмотря на то что аппаратный комплекс является, на первый взгляд, более фундаментальным, нюансы его проектирования должны определяться на последнем этапе.
4.2. Оборудование общего назначения
В номенклатуре учебной техники, предназначенной для осуществления учебного процесса по физике в общеобразовательной школе, есть оборудование, которые обеспечивает работу всего учебно-технического комплекса и может быть использовано как при проведении различных видов учебного эксперимента, так и различных форм ведения занятий. Такое учебное оборудование составляет модуль «Оборудование общего назначения», который состоит из трех блоков:
• общее оборудование;
• измерительные приборы;
• принадлежности для опытов.
Блок «Общее оборудование» обеспечивает, посредством комплекта электроснабжения (внешний вид щита электроснабжения представлен на рис. 4.2), электропитание рабочих мест учителя (1 точка) и обучаемых (30 точек) переменным током напряжением 42 В, частотой 50 Гц на рабочие места обучаемых. От щита идут три линии по 10 точек, ток нагрузки – по 10 А. Одна точка расположена на рабочем месте учителя, там же имеются еще три дополнительные точки напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Защита электрической цепи автоматическая в течение 0,1 с при возникновении тока утечки более 0,001А. Рабочее место учителя обеспечивается: выпрямленным регулируемым напряжением 0–24 В, 10 А, переменным регулируемым напряжением 0–30 В, 1 А (на рис. 4.3 представлен внешний вид источника переменного и постоянного тока), высоким напряжением от 5 кВ до 30 кВ, 0,3 мА (на рис. 4.4 представлен внешний вид источника высокого напряжения). Кроме того, обеспечивается генерирование электрических колебаний синусоидальной, прямоугольной и пилообразной формы в диапазоне частот от 0,1 Гц – 100 кГц при амплитуде напряжения на нагрузке 8 Ом, регулируемом в диапазоне 0–10 В (на рисунках 4.5 и 4.6 представлены функциональный и звуковой генераторы). Рабочее место учителя обеспечивается насосами, которые позволяют быстро получить вакуум до 0,3 мм рт. ст. (насос вакуумный, рис. 4.7) и создать давление воздуха до 200 кПа (насос воздушный ручной, рис. 4.8). Кроме того, обеспечивается создание механического давления до 15,2 МПа (пресс гидравлический, рис. 4.9).
Блок «Измерительные приборы» обеспечивает: измерение времени методом совпадений с подачей звуковых сигналов в интервалах метронома 40–240 ударов в минуту (на рис. 4.10 представлен внешний вид электронного метронома); измерение физических величин с помощью датчиков, подключенных к компьютерному измерительному блоку (на рис. 4.11 дан внешний вид компьютерного измерительного блока):
• датчик момента времени (измеряемый интервал – не менее 0,004 с, точность – не менее 0,0002 с);
• датчик угла поворота (0–8 × 360 градусов);
• датчик угловой скорости вращения (0,1–10 об/с);
• датчик температуры (–20… +100 градусов);
• датчик температуры (0… +1000 градусов);
• датчик давления (0–2 атм., погрешность 1 %);
• датчик силы (0–5 Н, погрешность 2 %);
• датчик влажности (10–98 %, погрешность 5 %);
• датчик напряжения (–10 В… +10 В с возможностью одновременного измерения напряжения на двух произвольных элементах электрической цепи);
• датчик индукции постоянного магнитного поля (–200… +200 мТл, погрешность 5 %);
• датчик электрической проводимости растворов (5 мкСим/см – 10 мСим/см, погрешность 5 %);
• датчик ионизирующего излучения (10–999 мкР/ч, погрешность 5 %).
Рис. 4.2. Щит электроснабжения кабинета физики
Рис. 4.3. Источник переменного и постоянного тока
Рис. 4.4. Источник высокого напряжения
Рис. 4.5. Функциональный генератор
Рис. 4.6. Генератор звуковой частоты
Рис. 4.7. Насос вакуумный с тарелкой-манометром и колпаком
Рис. 4.8. Насос воздушный ручной и прибор для демонстрации атмосферного давления
Рис. 4.9. Пресс гидравлический
Рис. 4.10. Электронный метроном
Рис. 4.11. Компьютерный измерительный блок
Измерение физических величин цифровыми приборами: времени (0–999 с, точность 0,001–0,1 с в зависимости от измеряемого интервала), силы постоянного тока (0–10 А), силы постоянного тока (0–999 мА); силы переменного тока (0–999 мА), напряжения постоянного тока (0–100 В), напряжения постоянного тока (0–999 мВ), напряжения переменного тока (0–100 В), температуры (–20… +100 °C), влажности (40–98 %), индукции постоянного магнитного поля (до 200 мТл), индукции переменного магнитного поля (до 20 мкТл), давления (до 100 кПа). На рисунках 4.12–4.15 представлены цифровые измерительные приборы.
Рис. 4.12. Комплект цифровых измерителей тока и напряжения
Рис. 4.13. Мультиметр цифровой демонстрационный
Рис. 4.14. Прибор комбинированный цифровой
Рис. 4.15. Измеритель индукции магнитных полей
Измерение физических величин аналоговыми приборами: температуры (0–100 градусов), влажности (0–100 %), массы (до 1 кг, чувствительность 0,2 г), силы (0–12 Н, чувствительность 1 Н; 0–0,01 Н, чувствительность 0,001 Н), атмосферного давления (720–780 мм рт. ст.), давления газов (0–1,6 ат; 0–6 ат), изменений давления в жидкостях и газах (0–20 мм вод. ст.; 0–400 мм вод. ст.), плотности жидкостей (0,7–1,4 г/см3), силы постоянного тока (0–10 А), силы переменного тока (0–1 А), напряжения постоянного тока (0–15 В), напряжения переменного тока (0–250 В); осциллографирование периодических электрических сигналов синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы (частота 0–1 кГц; амплитуда 0,05–10 В). На рисунках 4.16–4.22 представлены аналоговые измерительные приборы.
Рис. 4.16. Амперметр и вольтметр демонстрационные
Рис. 4.17. Барометр-анероид
Рис. 4.18. Динамометры с принадлежностями
Рис. 4.19. Манометр
Рис. 4.20. Манометр жидкостный
Рис. 4.21. Термометр демонстрационный жидкостный
Рис. 4.22. Комплект ареометров
Блок «Принадлежности для опытов» снабжен комплектом принадлежностей для реализации демонстрационных опытов: штативом высотой до 1500 мм (из составных стержней по 750 мм), с двумя подставками, двумя изолирующими стержнями, четырьмя муфтами, тремя стальными стержнями, одним кольцом на стержне, четырьмя крючками для подвешивания деталей и одной струбциной для крепления подставок к крышке стола; столиком подъемным с наибольшей высотой до 0,45 м; аквариумом стеклянным (0,4 × 0,12 × 0,25 м); набором соединительных проводов, рассчитанных на работу в цепях с силой тока до 6 А; комплектом электрических демонстрационных выключателей и переключателей, рассчитанных для работы цепях с напряжением до 24 В и силой тока до 5 А; комплектом реостатов демонстрационных с техническими характеристиками: 15 Ом/10 А, 30 Ом/5 А, 100 Ом/2 А, 200 Ом/1 А, 500 Ом/0,6 А, 1000 Ом/0,4 А, 5000 Ом/0,2 А, 10 000 Ом/0,1 А; комплектом наборных грузов (до 1 кг), предназначенных для использования в качестве мер массы и силы; комплектом лабораторной посуды. На рисунках 4.23–4.26 представлено оборудование, входящее в состав блока «Принадлежности для опытов».
4.3. Оборудование демонстрационное
Процесс обучения физике начинается с организованного наблюдения окружающих физических явлений. Однако ограничиться только наблюдениями окружающих явлений и опираться лишь на них при обучении физике было бы неправильно, так как этих наблюдений далеко не всегда бывает достаточно для понимания и надлежащего восприятия самой сути физического явления, кроме того, для наблюдения большинства природных явлений необходимы определенные условия (время и место наблюдения), которые не всегда удается соблюсти.
Это приводит к необходимости воспроизводить в школьных условиях нужные для обучения физические явления в виде специально организованных демонстрационных опытов.
В школьном курсе физики демонстрации – не дополнение к словесному изложению, а его неотъемлемая, органическая часть. Демонстрации нельзя считать только формой преподавания, они составляют значительную часть содержания школьного курса физики. Как правило, все основные физические явления должны демонстрироваться на опыте. Правда, не всякое явление, о котором идет речь, можно продемонстрировать на уроке, и тогда приходится ограничиваться показом демонстрационных компьютерных программ, видеороликов, фотоснимков, диапозитивов, на которых представлено это явление; но это нужно рассматривать только как исключение.
Рис. 4.23. Штативы универсальные
Рис. 4.24. Груз наборный и комплект гирь
Рис. 4.25. Выключатели и переключатели демонстрационные
Рис. 4.26. Реостаты демонстрационные
В методическом отношении демонстрации делают всякое явление более ясным для обучаемых, чем при словесном его описании, и содействуют более легкому усвоению и запоминанию фактов. Хорошо поставленная демонстрация повышает интерес обучаемых, действуя не только на их умственную, но и эмоциональную деятельность, на их воображение. Поэтому нужно учитывать не только учебно-методическое содержание демонстрации, но и ее эстетическую форму. Демонстратор (учитель или лаборант), помимо знаний и навыков экспериментальной техники, должен обладать также в некоторой мере эстетическим вкусом и чутьем.
Планируя занятия, учитель заботится, чтобы все важнейшие явления и законы были продемонстрированы. При этом следует соблюдать меру в отношении числа демонстраций: оно не должно быть слишком велико, чтобы не создавалось впечатления какой-то калейдоскопической пестроты и не затруднялось запоминание отдельных моментов; в то же время оно не должно быть скудным, иначе продолжительные промежутки словесного изложения между демонстрациями могут притупить внимание обучаемых. Если в ходе теоретических рассуждений, помимо окончательных результатов, можно проиллюстрировать и промежуточные, то следует, не откладывая до конца изложения, демонстрировать каждый промежуточный вывод в ходе занятия.
Демонстрационные опыты по физике носят преимущественно качественный характер. Количественные расчеты на основании данных опыта отнимают слишком много времени и внимания учащихся и должны находить свое место не в демонстрационном эксперименте, а в лабораторных работах. В крайних случаях, когда демонстрация носит количественный характер, показания приборов должны быть по возможности выражены целыми числами. Поэтому, создавая демонстрационное оборудование для учебно-технического комплекса, разработчики стремились избежать излишней чувствительности приборов, чтобы не сказывались посторонние влияния (например, в электрических приборах этого легко достигают подбором сопротивлений, включаемых последовательно или параллельно измерительной схеме прибора).
При проектировании демонстрационного оборудования учитывалось, что демонстрационные приборы и установки должны быть по-возможности просты и удобны для обозрения. Не должно быть видно второстепенных деталей, отвлекающих внимание учащихся. Если установка сложна, то ее доукомплектовывали различными наглядными методическими схемами, слайдами, кодотранспорантами, которые учитель может использовать для пояснения ее принципа действия.
Демонстрационное оборудование учебно-технического комплекса обладает хорошей видимостью. Это достигнуто конструкцией демонстрационных приборов, их дизайном, окраской, выбором наиболее выразительных индикаторов и т. п.
Демонстрационные приборы комплекса обеспечивают рациональную кратковременность опытов и их эффективность.
При разработке методических материалов для демонстрационных комплектов учитывается, что каждая демонстрация должна быть максимально убедительной и неправильные толкования должны быть исключены. С этой целью в методических материалах иногда рекомендовано проведение дополнительных демонстраций. Например, если в каком-либо опыте участвуют два тела различной массы, то рекомендуется не декларировать это различие на словах, а показать с помощью весов.
Достаточно крупные объекты демонстрируются учащимся непосредственно (при условии хорошей видимости со всех мест класса). При этом часто приходится прибегать к освещению прибора лампой или фонарем, в особенности когда внимание обучаемых должно быть обращено на сравнительно мелкие детали, например на стрелку, движущуюся по шкале. Осветительные лампы и фонари снабжены абажурами, чтобы их свет не попадал учащимся в глаза.
Мелкие объекты демонстрируются с помощью проекции на большой экран. С этой целью в состав учебно-технического комплекса входят средства увеличения микрообектов для их проецирования на большой экран через видеопроекционную аппаратуру.
Приборы, предназначенные для демонстраций, располагают на специальном демонстрационном столе кабинета физики, а также, в случае надобности, и в других местах кабинета с соблюдением определенных правил. Прежде всего на демонстрационном столе не должно быть ничего лишнего. Приборы должны стоять так, чтобы не заслонять друг друга и чтобы каждый из них был виден со всех мест кабинета; в этом учитель должен убедиться до занятия, посмотрев на приборы с разных мест. Важно также, чтобы приборы не заслоняли классную доску. В крайнем случае, если один прибор из-за недостатка места нужно поставить впереди другого, то ставит их так, чтобы впереди стоял тот прибор, который будет показан раньше и тотчас же убран.
Приборы, которые по своей конструкции плохо видны с боковых мест, по возможности ставят на дальний край стола, обратив прибор передней стороной к центру класса; к таким приборам относятся, например, электрометры и различные приборы со стрелкой, движущейся по шкале. Где бы ни стоял такой прибор, его лицевая сторона обращается к центру класса.
Устанавливают приборы на столе таким образом, чтобы учитель мог производить по возможности все манипуляции, стоя сзади стола, а не перед столом, чтобы не заслонять приборы.
Рассматривая содержание государственного стандарта общего образования по физике и примерных программ по физике для общеобразовательных учреждений, можно классифицировать демонстрационные опыты по глубине усвоения знаний.
Прежде всего это демонстрации, подтверждающие самые простые начальные сведения о физических явлениях и физических телах, как, например, увеличение размеров тела при нагревании, наличие веса у воздуха, наличие упругих свойств у газов и т. п. Необходимость в таких начальных опытах остается при изучении новых разделов курса физики на всех ступенях обучения в общеобразовательной школе.
После некоторого накопления представлений и понятий переходят к дальнейшему развитию этих понятий и установлению зависимости между физическими величинами. Следующая стадия обучения предъявляет и другие требования к демонстрационным опытам. Этим требованиям соответствует вторая группа демонстраций, которые помогают представить размеры конкретных физических величин (атмосферного давления, силы молекулярного сцепления, температуры кипения разных жидкостей и т. п.) и установить количественную и качественную зависимость между физическими величинами, то есть положить начало изучению физических законов (зависимость трения от силы нормального давления, закон Архимеда, определение силы давления жидкости на дно сосуда, закон Ома и т. д.).
Третья группа демонстрационных опытов вытекает из необходимости в процессе обучения показать применение законов физики в быту и технике. Эти опыты иллюстрируют наиболее существенные детали устройства и действия различных приборов и механизмов, например, рычага, водяных насосов, барометра, термометра, перископа, динамомашины, двигателя и т. п.
Когда обучаемые, разбирая тот или иной раздел курса физики, пройдут процесс обучения – от представлений и понятий к установлению связи и зависимости между понятиями и затем к практическим применениям физических законов, то в конце появляется необходимость закрепить и углубить полученные ранее знания.
Таким образом, возникает четвертая группа демонстрационных опытов для углубления знаний. Здесь демонстрируются более сложные явления, в которых изученные физические законы даются в сочетании, когда явление становится для обучаемых несколько неожиданным и иногда противоречит привычным для обучаемых представлениям.
К этой группе опытов относятся, например: обрывание, по желанию демонстратора, верхней или нижней нити у тяжелого подвешенного груза (инерция), плавание картезианского водолаза, кипение воды при пониженном давлении в колбе, охлажденной снегом, и т. п.
Чтобы эти опыты не превращались просто в интересные необъяснимые «фокусы», их ставят тогда, когда учащиеся имеют необходимый запас знаний для их понимания. Число таких опытов должно быть ограничено, и содержание их согласовано с основной целью урока.
Демонстрационное оборудование, входящее в состав учебно-технического комплекса, полностью удовлетворяет выше изложенным методическим задачам демонстрационного физического эксперимента в общеобразовательной школе.
Модуль «Оборудование демонстрационное» состоит из четырех блоков:
• демонстрационное оборудование по механике;
• демонстрационное оборудование по молекулярной физике и термодинамике;
• демонстрационное оборудование по электродинамике;
• демонстрационное оборудование по оптике и квантовой механике.
Блок «Демонстрационное оборудование по механике» позволяет проводить демонстрации по основным законам механики и базируется на наборе для демонстрации относительности механического движения, комплекте для изучения поступательного движения, комплекте для изучения вращательного движения, наборе по статике.
Набор для демонстрации относительности механического движения (рис. 4.27) предназначен для демонстрации опытов по относительности движения, явлений, происходящих в разных системах отсчета, теорем сложения скоростей и перемещений. В набор входят: монорельс, согласованный с классной доской, подвижная система отсчета, движущаяся по монорельсу, и детали, предназначенные для проведения опытов.
Рис. 4.27. Комплект для демонстрации относительности механического движения
Набор позволяет проводить следующие демонстрации:
• иллюстрация основных понятий кинематики: системы отсчета, траектории перемещения, проекции вектора перемещения и их относительности;
• инвариантность модуля вектора перемещения;
• теорема сложения перемещений;
• относительность скоростей;
• свободное падение шарика в неподвижной и подвижной системах отсчета;
• наблюдение движения тела, брошенного горизонтально в неподвижной и подвижной системах отсчета;
• взаимодействие тел в неподвижной системе отсчета;
• закон сохранения импульса;
• независимость действия сил;
• взаимодействие тел в подвижной системе отсчета;
• инвариантность закона сохранения в инерциальной системе отсчета;
• взаимодействие тел в инерциальной системе отсчета;
• инерциальный акселерометр.
Рис. 4.28. Комплект для изучения поступательного движения
Комплект для изучения поступательного движения (рис. 4.28) включает в себя скамью длиной 1,2 м с двумя тележками массой по 0,12 кг, движущимися на магнитной подвеске, неподвижный блок и основание для подвешивания стальных шаров на определенном расстоянии друг от друга. Все эти элементы крепятся на магнитах к металлической классной доске. В комплект входит груз для тележек, позволяющий увеличивать массу тележки в два раза, два груза изменяемой массы для подвешивания их на нити, перекинутой через блок, два шарика одинаково й массы диаметром 18 мм и шарик, масса которого в 4 раза меньше. Для проведения измерений в комплекте имеются два датчика момента времени, позволяющие регистрировать движение тележек, шариков и вращение блока. Каждая из тележек имеет два съемных флажка, а на блок установлен диск с чередующимися прозрачными и непрозрачными секторами. Датчики подключаются к компьютерному измерительному блоку или цифровому секундомеру.
Комплект позволяет проводить следующие демонстрации:
• равномерное и неравномерное движение;
• понятие средней скорости;
• определение мгновенной скорости;
• определение ускорения при равноускоренном движении;
• изучение зависимости скорости от времени при равноускоренном движении;
• путь, пройденный телом при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью;
• определение ускорения свободного падения;
• проявление инерции;
• зависимость ускорения от величины действующей на тело силы и от его массы;