Mjerenje brzine (srednje i maksimalne), udaljenosti i vremena pomoću microbita i bicikla

OŠ Zrinskih Nuštar

Mjerač brzine temelji se na načelu prijeđene udaljenosti kotača u zabilježenom vremenu, microbit je spojen s metalnim okvirom bicikla ili osovinom (GND) i bilježi promjene napona na (PIN0) alufoliji na žbici.

Mjerenje započinjemo restiranjem ili paljenjem microbita. Tipka A prikazuje srednju i maksimalnu brzinu, tipka B vrijeme proteklo od paljenja microbita, tipke A+B prijeđeni put bicikla. Pomoću ovog projekta učenici lako mogu razumijeti razliku između maksimalne trenutne i srednje brzine. Učenici često ne uviđaju primjenjivost znanja fizike izvan učionice posebice kada se radi o gibanju, tako da je značajno izučavanje pojava iz realnog svijeta. Eksperiment se može izvesti kao projektna nastava, a njena prednost jest u tome što vrijeme izrade ne mora biti ograničeno, osim nastavnikovom voljom. Projektna nastava traži više vremena od frontalne i predavačke nastave, ali pobuđuje zainteresiranost i motiviranost kod učenika.
Pribor za izvođenje pokusa: microbit, bicikli, aluminijska folija, izolir traka, dva vijka, karton, dva vodiča, plastične vezice i alat.

Projekt je prijavljen na temu: Fizikalni pokusi uz micro:bit (dobna skupina: 6. – 8. razred OŠ)

Video snimka

Priprema opreme

Prvo smo izmjerili opseg kotača. S obzirom da smo se nalazili u prirodi i bez kalkulatora izmjerili smo put koji kotač prijeđe pri vrtnji pomoću izolir trake i metra.

Vrijednost smo unijeli u već napisan program – pod varijablu „Opseg“. Prije samog mjerenja na internetu smo pogledali standarne vrijednosti za opseg kotača i potvrdili da opseg iznosi 2m.

Pričvrstili smo microbit za volan pomoću plastičnih vezica i povezali microbit s osovinom i žbicom.

Programiranje

Na početku programa potrebno je postaviti ikonicu sa znakom potvrde kako bismo mogli znati da program radi, a zatim napraviti nekoliko varijabla koje ćemo koristiti (Za opseg, brzinu – maksimalnu i srednju, broj okretaja kotača i vrijeme koje ćemo zabilježiti u minutama i sekundama).

Opseg kotača izračunamo preko izmjerenog polumjera kotača iz formule za opseg ili eksperimentalno kao u prilogu na slici. Vrijednost broja okretaja mijenjat će se svaki puta kada se zatvori strujni krug, odnosno kada kotač napravi puni krug. Pritiskom na tipku A+B prikazat će nam se ukupni prijeđeni put.

Nakon što napravimo dio programa vezanog uz prijeđeni put potrebno je odrediti vrijeme, s toga u forever petlju postavljamo varijablu vrijeme u sekundama (vrijeme izvršavanja programa izraženo je u milisekundama s toga moramo dijeliti s 1000 kako bismo dobili željenu vrijednost).

Pritiskom na tipku B prikazat će nam se vrijeme u minutama ako je veće od 60 sekundi. Da bismo dobili minute i sekunde potrebno je ukupno vrijeme u sekundama oduzeti s vremenom u minutama (program zaokružuje brojeve kod dijeljenja).

Zadnji korak je da u forever petlju postavljamo vrijednost prosječni iznos brzine kojeg izračunavamo tako da prijeđeni put podijeli s utrošenim vremenom. U istu petlju dodajemo i uvjetnu naredbu s kojom ćemo moči zabilježiti maksimalnu brzinu. Pritiskom na tipku A pokazat će nam se vrijednost brzine i maksimalne brzine. Brzinu množimo s 36 i dijelimo s 10 kako bismo dobili brzinu izraženu u km/h.

Završni dio

Link na preuzimanje programa za 1. micro:bit je ovdje.

Zbog sigurnosti u vožnji LED prikaz je isključen, za alufoliju kod kontakta najbolje koristiti elastične materijale poput plastičnog omota presvučenog aluminom (tablete) ili folijom omotati komadić kartona.