Close

Arduino jako pomocník ve fyzice

Arduino ve fyzice - Měření času

Jedním z klasických pokusů ve fyzice je ten, při kterém necháváme stejné kuličky putovat po trajektoriích různých tvarů a zkoumáme, po které trajektorii se kulička dostane z bodu A do bodu B nejrychleji.

Jaký myslíte, že je nejlepší tvar trajektorie? Intuitivně byste možná řekli, že to bude přímá spojnice mezi body A a B, ale není tomu tak. Lepší je, když se na začátku kulička vlivem gravitace více rozjede. Zase ale nesmí padat moc rychle, protože by se zadrhla ve chvíli, kdy bychom ji „nasměrovali“ k cíli.

Hledáme tedy nějaký optimální tvar. Takovému tvaru se říká brachistochrona.

Brachistochrona (z řeckého brachistos nejkratší, chronos čas), označovaná také jako křivka nejkratšího spádu, je křivka spojující dva body, po které se hmotný bod dostane z počátečního klidu v jednom bodě do druhého působením homogenního gravitačního pole za nejkratší dobu.

Wikipedia – Brachistochrona
Arduino ve fyzice - Měření času

Funkci brachistochrony bychom mohli vyjádřit i matematicky, ale zábavnější bude ji trochu prozkoumat experimentálně. YouTube kanál Technovation na serveru Instructables zveřejnil návod na sestavení experimentu, ve kterém je použité Arduino UNO k měření časů pohybu kuliček po trajektoriích různých tvarů.

Arduino ve fyzice - Měření času

Rampy pro pohyb kuliček jsou vyříznuté z plastu na laserové řezačce. Na dolním konci dráhy jsou umístěné mikrospínače, které kuličky po příjezdu sepnou a na displeji je zobrazen čas jednotlivých kuliček.

Inspirováno https://blog.arduino.cc/2019/09/11/exploring-a-classic-physics-problem-with-arduino/

Zbyšek Voda

Už nějaký čas se zajímám o věci kolem Internetu věcí a otevřeného hardware a software. Tak jsem se také v roce 2010 dostal k Arduinu, pro které dodnes programuji a taky píšu články o práci s ním. Baví mě vymýšlet, jak staré věci používat novým způsobem.
Zbyšek Voda

Latest posts by Zbyšek Voda (see all)

Napsat komentář