ΕΚΦΕ Θεσπρωτίας: Για τη μελέτη της οριζόντιας βολής

Είναι γνωστή η εργαστηριακή άσκηση μελέτης της οριζόντιας βολής, στην οποία με χρήση μιας φωτοπύλης προσδιορίζεται η ταχύτητα της κίνησης ενός σφαιριδίου τη στιγμή που βγαίνει από μια καμπύλη μεταλλική τροχιά και αρχίζει την οριζόντια βολή. Βασικό πρόβλημα της άσκησης είναι το κεντράρισμα του σφαιριδίου στη φωτοπύλη, ώστε να διακόπτει τη δέσμη της με όλο το μήκος της διαμέτρου του. Το πρόβλημα λύνεται στερεώνοντας τόσο το μεταλλικό οδηγό, όσο και τη φωτοπύλη σε μια από τις πλαστικές βάσεις της συσκευής κεκλιμένου επιπέδου πολλαπλών χρήσεων (Εικόνες 1 & 2), που υπάρχει στα εργαστήρια Φ.Ε. των Λυκείων.

Εικόνα 1: Η διάταξη για τη μελέτη της οριζόντιας βολής με χρήση φωτοπύλης στερεωμένης στο κεκλιμένο επίπεδο πολλαπλών χρήσεων.

Εικόνα 2: Λεπτομέρεια του τρόπου στερέωσης του μεταλλικού οδηγού και της φωτοπύλης στο κεκλιμένο επίπεδο.

Για την περίπτωση που σε κάποιο εργαστήριο δεν υπάρχει ή δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί το κεκλιμένο επίπεδο πολλαπλών χρήσεων, σχεδίασα το μοντέλο μιας βάσης, η οποία μπορεί να εκτυπωθεί σε οποιοδήποτε 3D εκτυπωτή και μέσω της οποίας ο μεταλλικός οδηγός στερεώνεται σε απλή μεταλλική βάση με ορθοστάτη (Εικόνα 3).

Εικόνα 3:Στήριξη μεταλλικού οδηγού και φωτοπύλης σε βάση με ορθοστάτη

Η βάση αποτελείται από δύο τμήματα:

1. Το κύριο τμήμα (Εικόνα 4) στερεώνει το οριζόντιο τμήμα του μεταλλικού οδηγού σε μικρή οριζόντια μεταλλική ράβδο, η οποία μέσω μεταλλικού συνδέσμου στερεώνεται στον ορθοστάτη της μεταλλικής βάσης. Στο ίδιο τμήμα στερεώνεται και η φωτοπύλη μέσω του μικρότερου κυλίνδρου της (που περικλείει το δέκτη της).

2. Το δεύτερο τμήμα (Εικόνα 5) υποστηρίζει το μεταλλικό οδηγό στον ορθοστάτη

Εικόνα 4: Το κύριο τμήμα της βάσης

Εικόνα 5: Το δεύτερο τμήμα της βάσης

Την όλη διάταξη συνοδεύει ένα τρίτο τμήμα, το “STOP”, (Εικόνα 6) που μπορεί να “σφηνώνει” μέσα στο μεταλλικό οδηγό και χρησιμεύει για να μπορούμε να αφήνουμε το μεταλλικό σφαιρίδιο να ξεκινάει πάντα από το ίδιο ύψος πάνω από το σημείο εκτόξευσης.