MechanikZ

Это бесплатное приложение без рекламы и совместимое с защитой данных было специально разработано для уроков физики. Инструкции по эксперименту и версию для старых устройств можно найти на https://spaichinger-schallpegelmesser.de. Физические знания эталонных систем необходимы для правильной работы и оценки данных. Чтобы начать измерение, нажмите «Старт», а затем либо «Измерение с гравитацией», либо «Измерение (наклонная плоскость)». Если измерение не начинается, значит на вашем устройстве отключен акселерометр. Обычно это можно исправить, сначала выключив устройство, а затем перезапустив его примерно через 5 минут. Это приложение использует 3D-датчик ускорения для определения вектора ускорения. Векторная стрелка отображается вместе со стрелкой вектора силы в реальном времени в трехмерной системе координат. Кроме того, приложение вычисляет вектор скорости и положения посредством интеграции. Измеренные значения компонентов этих векторов показаны на диаграммах вместе со значениями ускорения, значениями импульса и значениями силы. Если на смартфоне или планшете есть 3D-гироскопический датчик, угловые скорости также регистрируются с помощью 3D-гироскопического датчика и отображаются в виде графиков. В приложение интегрирована функциональная подгонка для оценки всех измеренных значений. Здесь полиномы от 0 до 4 градусов и синусоидальные функции могут быть выбраны как функциональные члены. При желании можно включить оптимизацию гармонических колебаний до или после измерения. В этой оптимизации начальные значения для vx (t) и sx (t), vy (t) и sy (t) или vz (t) и sz (t) автоматически оптимизируются для гармонических колебаний и низких частот. Погрешности частотной интеграции автоматически оптимизируются. Фильтры верхних частот автоматически устраняются, так что обычно получаются очень хорошие диаграммы и синусоидальные соответствия. В приложении также есть фильтр нижних частот, который можно включать и выключать даже после измерения. Это позволяет отфильтровывать высокочастотные помехи, такие как вибрации. Кроме того, после выполнения функции подбора можно отобразить касательные к графикам функций подбора sx (t) и vx (t), sy (t) и vy (t) или sz (t) и vz (t). . Это полезно, например, для определения взаимосвязи между sx (t), vx (t) и ax (t).

Кроме того, результаты измерений можно сохранять, открывать, отправлять и получать в виде файла CSV. Также реализована эффективная процедура калибровки, которая может корректировать смещение нуля, ошибки масштабирования и даже неортогональность осей акселерометра. Обратите внимание, что эта калибровка не может исправить значительный шум датчика ускорения, возможные температурные зависимости и гистерезис. Это приложение позволяет выполнять быстрые измерения и простые оценки. Однако точность этого приложения, особенно векторов скорости и положения, ограничена значительными ошибками датчика ускорения. В результате интегрирования или двойного интегрирования остаточная ошибка, имеющаяся после калибровки, увеличивается линейно или квадратично со временем. Обычно это приводит к значительным ошибкам в значениях скорости и местоположения, возникающих уже через несколько секунд. В случае экспериментов, которые в физике часто бывают очень краткосрочными, это обычно не проблема.

Если у вас возникнут какие-либо вопросы или вы обнаружите ошибки, я буду рад отправить вам электронное письмо: [email protected].