Sáng kiến kinh nghiệm ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM TRƯỜNG THPT LÝ TỰ TRỌNG ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO NHỜ SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH

Trong chương trình Vật lý 10, để xác định gia tốc rơi tự do một cách chính xác, điều cần thiết là đo chính xác thời gian rơi của vật và cổng quang điện là thiết bị được chọn trong chương trình Vật lý 10 để thực hiện điều này. Ở đây, tôi trình bày một phương án khác đo thời gian rơi của vật một cách chính xác và dễ thực hiện với sự trợ giúp của một máy tính. Một cách vắn tắt, trong phương án này tại các thời điểm bắt đầu rơi và thời điểm...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sáng kiến kinh nghiệm " ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM TRƯỜNG THPT LÝ TỰ TRỌNG ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO NHỜ SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH "ĐO GIA T ỐC RƠI TỰ DOSỞ GD&ĐT QUẢNG NAMTRƯỜNG THPT LÝ TỰ TRỌNG ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO NHỜ SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH Tác giả: Phan Công ThànhI. Đặt vấn đề: Trong chương trình Vật lý 10, để xác định gia tốc rơi tự do một cách chính xác, điều cần thiết làđo chính xác thời gian rơi của vật và cổng quang điện là thiết bị được chọn trong chương trình Vật lý10 để thực hiện điều này. Ở đ ây, tôi trình bày một phương án khác đo thời gian rơi của vật một cáchchính xác và dễ thực hiện với sự trợ giúp của một máy tính. Một cách vắn tắt, trong phương án này tại các thời điểm bắt đầu rơi và thời điểm chạm đất củavật đồng thời có âm thanh phát ra. Các âm này được ghi lại trong một tập tin âm thanh. Dùng mộtphần mềm phân tích phổ âm thanh trên máy tính xác định các thời điểm t1 b ắt đầu rơi và thời điểmchạm đất t2 của vật. Gia tốc rơi tự do được tính bằng công thức: 2h (1) g t 2trong đó, h là quãng đường rơi tự do của vật, t = t2 - t1 là thời gian rơi của vật, kết quả thu được củagia tốc rơi tự do khá chính xác trung b ình khoảng g = 10(m/s2).II. Nội dung chính: 1.Phương tiện cần chuẩn bị gồm: + Một máy tính được cài đ ặt phần mềm xử lý âm thanh Cool Edit Pro 2.0 (có thể download từhttp://www.softpedia.com/get/Multimedia/Audio/Audio-Editors-Recorders/Cool-Edit-Pro.shtml ). + Một microphone đủ nhạy để ghi âm (chúng tôi sử dụng loại SOMIC SM-360) nếu không cómicro ta có thể dùng máy nghe nhạc MP3 hay MP4 để ghi âm. + Loa kết nối với máy tính. DĐ:0976922758 – p cthanh77@gmail.comPHAN CÔNG THÀNH 1ĐO GIA T ỐC RƠI TỰ DO + Một thước đo chính xác tới mm. + Một nam châm điện điều khiển bằng công tắc sao cho khi bật tắt công tắc có phát ra âm thanh. + Vật nặng bằng thép. 2. Các bước tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Treo vật nặng ở độ cao 1m  h  2m (các thao tác ở khoảng độ cao này dễ thực hiện, từthực tế thí nghiệm chúng tôi nhận thấy với 1, 6m  h  2 m cho kết quả với độ chính xác cao h ơn). Đocẩn thận độ cao h. Bước 2: Đặt microphone (đã kết nối với máy tính) ở độ cao h/2 (nhằm loại trừ sự trễ do â mthanh khi truyền trong không khí, làm giảm độ chính xác của phép đo). Bước 3: Khởi động máy tính, mở tiện ích ghi âm theo đường dẫn sau: StartProgramsAccessoriesEntertainmentSound recorderKích chu ột vào nút lệnh ghi âm trên tiện ích Sound recorder đ ể bắt đầu ghi âm. ( Ta cũng có thể ghi âm bằng Cool Edit Pro 2.0) Bước 4: Tại một thời điểm thích hợp (đủ yên lặng để các âm cần thu không bị nhiễu ), bật côngtắc một cách dứt khoát, âm do công tắc phát ra đồng thời với lúc vật bắt đầu rơi t1(1). Khi vật chạmđất lúc t2, đồng thời cũng phát ra âm thanh. Mọi âm đều được ghi lại. Bước 5: Dừng tiến trình ghi âm. Lưu tập tin vừa tạo dưới tên giatoc chẳng hạn. Bước 6: Trên máy tính, mở chương trình Cool Edit Pro 2.0. Từ giao diện của Cool Edit Pro2.0 , mở tập tin g iatoc đã lưu. Ta thấy phổ âm thanh của giatoc trên cửa sổ Cool Edit Pro 2.0 . Bước 7: Kích vào b iểu tượng để phát tập tin giatoc, chú ý lắng nghe để xác định vị trí các âmlúc bắt đầu rơi t1 và lúc vừa chạm đất t2. Để dễ định vị các thời điểm t1 và t2 trên phổ âm thanh, kíchvào biểu tượng đ ể phóng đại phổ này. Dịch chuyển vạch chỉ thị đến vị trí các âm lúc bắt đầu rơilúc t1 và lúc vừa chạm đất t2. Ghi lại các thời điểm này. Bước 8: Áp dụng công thức (1) để tính g. 3. Một số điểm cần lưu ý: DĐ:0976922758 – p cthanh77@gmail.comPHAN CÔNG THÀNH 2ĐO GIA T ỐC RƠI TỰ DO + Phần mềm xử lý âm thanh chuyên dụng Cool Edit Pro 2.0 (CEP)) có khả năng phân giải phổâm thanh chính xác đ ến 1‰ s. Kết quả thu đ ược có độ chính xác cao. Tuy nhiên, khi không có CEP,ta có thể sử dụng tiện ích Windows Movie Maker được tích hợp sẵn trên hệ điều hành Windows.Tuy nhiên, Windows Movie Maker chỉ xử lý thời gian chính xác đến 7% s, nên độ chính xác khôngcao (2). + Hiện nay, các phương tiện có hỗ trợ ghi âm kỹ thuật số như MP3, MP4 và một số loại điện thoạidi động đã khá phổ biến. Nếu có, chúng ta có thể dùng chúng đ ể ghi các tập tin âm thanh cần thiết rồixử lý tương tự thì quy trình ghi âm trở nên đơn giản hơn nhiều.III. Các kết quả thí nghiệm và đề xuất: Chúng tôi đ ã thực hiện một số thí nghiệm và dưới đây là b ảng ghi vài kết quả : g (m/s2) h(m) t1(s) t2(s) ...