這項科學實驗改編自Salters Horners高級物理項目。它對應于課程“軌道上的運輸”部分的活動36。 在這兩部分活動中，允許模型鐵路貨車在失控的情況下沿著傾斜的軌道運行并與能量吸收緩沖器碰撞。第1部分涉及競爭，以了解誰可以構建最安全的緩沖區來為其他人提供馬車。第2部分允許您使用電阻器 - 電容器放電和動力學的知識來計算貨車從緩沖器反彈回來的速度。理想情況下，應該沒有彈回，但這很難實現。
介紹
模型車從靜止狀態沿著傾斜的軌道運行。當它沿著它移動時形成一個電路，該電路允許電容器放電，如其上的電壓下降所示。您將使用它來計算貨車沿軌道導電部分的通道，并因此估算其最終速度，假設加速均勻。請注意，貨車的前后輪和車軸都在軌道上傳導，因此請仔細考慮您需要測量的行駛距離。
如果還沒有為您完成，請按照圖A36.1和A36.2所示設置設備。
程序 通過將您選擇的材料插入緩沖盒中，從您可以選擇的材料中進行選擇，構成您的緩沖緩沖液。將此緩沖盒集中放置在力傳感器的按鈕上 - 盒子上有標記，用于指示每側的中心。定位力傳感器和緩沖箱，使得當貨車完全位于軌道的下部非導電部分時，其緩沖器與緩沖器接觸。 將力傳感器的輸出插座連接到Pico DrDAQ數據記錄器 或ADC-40/42示波器的電壓輸入端 ，加載PicoScope軟件，并將9 V堿性電池插入電池夾。 測量并記錄電容器放電時貨車行進的距離。請注意，這 不是 軌道的非絕緣部分的長度。 測量并記錄貨車的質量，完成任何增加的負載 注意RC定時器單元上電阻 - 電容組合的RC值（其時間常數）。 關閉開關S，以確保電容充滿電大約6 V，然后打開開關S.檢查電壓表的讀數保持接近恒定-這可能會降低 非常 輕微，但是這并不重要。將貨車放在軌道的頂部絕緣部分，前輪盡可能靠近非絕緣部分。注意電壓表讀數Vo。 使用DrDAQ選擇示波器顯示屏（如果它尚未顯示在屏幕上）。選擇Volts，輸入A的Y增益10.將其他輸入關閉。將時基設置為20 ms / div; X增益為1; 觸發為單電壓，電壓，上升和+20 mV *; 和顯示設置（屏幕底部的右側框）為-10％。如果跟蹤未按您的意愿顯示，您可以隨后調整X和Y增益。點擊GO，然后讓貨車沿傾斜方向滾動。 使用ADC-40/42選擇示波器顯示屏（如果它尚未顯示在屏幕上）。接下來將時基設置為20 ms / div; X增益為1; Y增益為10; 觸發為單次，上升和+20 mV *; 和顯示設置（屏幕底部的右側框）為-10％。如果跟蹤未按您的意愿顯示，您可以隨后調整X和Y增益。點擊GO，然后讓貨車沿傾斜方向滾動。 *您可能會發現可以略微降低此值，但必須將其設置為一個值，以防止它過早觸發。
校準力傳感器 重新定位力傳感器，使其垂直向上。 選擇儀表顯示并將其設置為伏特和直流信號。注意力傳感器上沒有負載的電壓輸出V無負載。取一個空的緩沖盒，用沙子填充，直到盒子和沙子重100克。在力傳感器的按鈕上集中平衡沙箱，并注意加載的電壓輸出V. 使用ADC-40/42選擇儀表顯示并將其設置為DC Volts。注意力傳感器上沒有負載的電壓輸出V無負載。取一個空的緩沖盒，用沙子填充，直到盒子和沙子重100克。在力傳感器的按鈕上集中平衡沙箱，并注意加載的電壓輸出V. 使用此信息初始計算產生100 mV輸出的力。如果您需要幫助，請查看結果并查看教師筆記第1部分。
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