ЦИФРОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ УЧЕНИКА (STEM)

Назначение

Цифровая лаборатория по физике предназначена для выполнения экспериментов по темам курса физики 7-9 классов основной школы и 10-11 классов при изучении предмета на базовом уровне.

Цифровая лаборатория позволяет реализовать требования нового поколения по освоению методов научного познания в ходе проведения учебных исследований и использования средств ИКТ для познавательных целей.

ЦЛ по физике базового уровня:

• включает 4 цифровых датчика;
• содержит оборудование для выполнения 32 работ, при этом одновременно можно выполнить 4 работы;
• поддерживается постоянно обновляемой программой «Цифровая лаборатория» (в свободном доступе). Программа содержит индивидуальные для каждой работы шаблоны таблиц, графиков, формулы для подбора графиков функций, соответствующих результатам опыта;
• позволяет формировать в ходе выполнения электронный отчет с исходными данными, фото установки, первичной кривой с датчика, промежуточными таблицами, итоговыми графиком и текстовым комментарием;
• обеспечена методическими материалами, содержащими указания для начинающего пользователя, тремя сценариями работ по освоению интерфейса программы;

Используемые в лаборатории Р-датчики имеют 2 разъёма, USB (BF) и IDC, и могут одновременно работать как с устройствами под управлением ОС семейства Windows, Android и одновременно могут подключаться к Arduino-совместимым робототехническим устройствам LEGO, VEX, NauROBO.

Лаборатория имеет видеоинструкции по проведению работ.

Для освоения методики использования цифровой лаборатории «Научные развлечения» проводит вебинары и выездные семинары.

Цифровой датчик положения на основе магнитоуправляемых контактов предназначен для регистрации положения тела с прикрепленным к нему магнитом. Позволяет зафиксировать время в момент прохождения четырех заданных точке траектории.

Простое крепление сенсоров к механической скамье. Высокое быстродействие.

Пример эксперимента: Измерение мгновенной скорости и ускорения

Две пары сенсоров датчика расположены в начале и в конце направляющей (механической скамьи). Измерение времени прохождения телом промежутка между сенсорами первой, и второй пары позволяет измерить мгновенные скорости в двух точках траектории. Одновременная фиксация времени движения от первой пары сенсоров до второй позволяет рассчитать и ускорение тела.

Цифровой Р-датчик температуры (-20°С..+110°С)

Предназначен для измерения температуры жидких и газообразных химически инертных сред.

Чувствительный элемент смонтирован на конце щупа – трубки из нержавеющей стали, которая выходит из корпуса датчика.

Высокое пространственное разрешение для снятия тепловой картины.

Максимальное быстродействие.

Возможность индивидуальной калибровки.

Возможность подключения к Arduino-совместимым робототехническим устройствам LEGO, VEX, NauROBO.

Пример эксперимента: Закономерности испарения

Регистрируется температура воздуха, воды и паров в закрытом калориметре, воды в открытом сосуде и капли на кончике датчика. Даются комментарии к полученной кривой и измененным температурам.

Цифровой Р-датчик абсолютного давления

Предназначен для регистрации абсолютного давления сухого воздуха (или химически неактивного газа).

Датчик имеет входной штуцер для соединения с объемом учебной экспериментальной установки.

Высокая чувствительность.

Повышенное быстродействие.

Регулировка пределов измерений с компьютера.

Удобное закрепление на стальной или магнитной поверхности.

Возможность подключения к Arduino-совместимым робототехническим устройствам LEGO, VEX, NauROBO.

Пример эксперимента: Изотермический процесс

Измеряется давление при 8 значениях объема воздуха в шприце, заполняется таблица показания датчика и фиксируемых визуально значений объема. Строится график с указанием ошибок. Подирается уравнение гиперболы, описывающей результат эксперимента.

Цифровой осциллографический датчик напряжения (2 канала)

Предназначен для регистрации двух сигналов напряжения на произвольных элементах электрической цепи.

Гальваническая развязка каналов.

Возможность управления диапазонами измерений и параметрами запуска с компьютера.

Высокое быстродействие.

Пример эксперимента: Электромагнитная индукция

В трубке установлен постоянный магнит, на трубку надета катушка, которая в эксперименте пролетает мимо магнита. ЭДС индукции регистрируется цифровым осциллографическим датчиком напряжения.

Эксперимент демонстрирует, что амплитуда и продолжительность зарегистрированного сигнала связаны со скоростью движения магнита, а направление тока – с взаимным расположением катушки и полюсов магнита.