MechanikZ

Ta bezpłatna, wolna od reklam i zgodna z ochroną danych aplikacja została opracowana specjalnie na lekcje fizyki. Instrukcje eksperymentu i wersję dla starszych urządzeń można znaleźć pod adresem https://spaichinger-schallpegelmesser.de. Fizyczna znajomość systemów odniesienia jest wymagana do prawidłowego działania i oceny danych. Aby rozpocząć pomiar, dotknij „Start”, a następnie „Pomiar grawitacyjny” lub „Pomiar (nachylona płaszczyzna)”. Jeśli pomiar się nie rozpocznie, akcelerometr w Twoim urządzeniu został wyłączony. Zwykle można temu zaradzić, najpierw wyłączając urządzenie, a następnie uruchamiając je ponownie po ok. 5 minutach. Ta aplikacja wykorzystuje czujnik przyspieszenia 3D do określenia wektora przyspieszenia. Strzałka wektora jest wyświetlana razem ze strzałką wektora siły w czasie rzeczywistym w układzie współrzędnych 3D. Ponadto aplikacja oblicza prędkość i wektor pozycji poprzez integrację. Zmierzone wartości składowych tych wektorów przedstawiono na wykresach wraz z wartościami przyspieszeń, wartości impulsów i wartości sił. Jeśli smartfon lub tablet ma czujnik żyroskopowy 3D, prędkości kątowe są również rejestrowane za pomocą czujnika żyroskopowego 3D, a także wyświetlane w postaci wykresów. Funkcja dopasowania jest zintegrowana z aplikacją, aby ocenić wszystkie zmierzone wartości. Tutaj wielomiany od 0 do 4 stopni i funkcje sinusoidalne mogą być wybrane jako wyrażenia funkcyjne. Opcjonalnie optymalizację oscylacji harmonicznych można włączyć przed lub po pomiarze. W tej optymalizacji początkowe wartości vx (t) i sx (t), vy (t) i sy (t) lub vz (t) i sz (t) są automatycznie optymalizowane pod kątem oscylacji harmonicznych i niskiego poziomu Niedokładności integracji częstotliwości są automatycznie optymalizowane Filtry górnoprzepustowe są automatycznie eliminowane, tak więc generalnie generowane są bardzo dobre wykresy i pasowania sinusoidalne. Aplikacja posiada również filtr dolnoprzepustowy, który można ustawiać, włączać i wyłączać nawet po pomiarze. Pozwala to na odfiltrowanie zakłóceń o wysokiej częstotliwości, takich jak wibracje. Dodatkowo po wykonaniu funkcji fit można wyświetlić styczne do wykresów funkcji dopasowania sx (t) i vx (t), sy (t) i vy (t) lub sz (t) i vz (t) . Jest to przydatne na przykład do obliczenia zależności między sx (t), vx (t) i ax (t).

Ponadto wyniki pomiarów można zapisywać, otwierać, wysyłać i odbierać jako plik CSV. Wdrożono również skuteczną procedurę kalibracji, która może korygować przesunięcie punktu zerowego, błędy skalowania, a nawet nieortogonalność osi akcelerometru. Należy pamiętać, że ta kalibracja nie może skorygować znacznego szumu czujnika przyspieszenia, możliwych zależności temperaturowych i histerezy. Ta aplikacja umożliwia szybkie pomiary i proste oceny. Jednak dokładność tej aplikacji, zwłaszcza wektorów prędkości i położenia, jest ograniczona przez znaczne błędy czujnika przyspieszenia. W wyniku całkowania lub podwójnego całkowania błąd resztkowy występujący po kalibracji zwiększa się liniowo lub kwadratowo w czasie. Zwykle prowadzi to do znacznych błędów w wartościach prędkości i lokalizacji, które pojawiają się już po kilku sekundach. W przypadku eksperymentów, które w fizyce są często bardzo krótkotrwałe, zwykle nie stanowi to problemu.

Jeśli masz jakieś pytania lub znajdziesz błędy, chętnie wyślę Ci e-mail: [email protected].