光電式牛頓運動定律實驗組

[實驗目的]

利用光電計時器來驗證下列實驗:

1.瞬時速度

2.平均速度

3.直線運動

4.等加速度

5.慣性與牛頓第一運動定律

6.牛頓第二運動定律

[實驗公式及原理]

假設不計任何摩擦力,則m1,m2為連體運動m2g=(m1+m2)a,其中m1+m2為受力物,m2g為外力,驗證

(A)在運動物體質量保持一定的情形下,外力與加速度的關係是否成正比；m1+m2保持定值，但m2增加來達成。

(B)不同質量的物體在定力作用下,質量是否與加速度成反比。m2g不變,而變化m1。

[儀器特點]

1.滑軌兩側有凹槽可夾各種配件，移動平台上有兩條半圓形凹槽,使滑車不會脫軌,作直線運動。

2.調整腳有塑膠套保護,可避免刮傷桌面。

3.滑車採精密軸承且同軸設計,摩擦力小,3g的拉力即可使滑車移動。

4.斜面用支架有凹槽設計,可防止脫落。

5.定滑輪採精密軸承,摩擦力小。

6.光電閘或微動開關均可使用。

[詳細規格]

一、滑走台:1座

1.H型鋁製軌道,一面有兩條半圓凹槽,另一面含6條強化軌道,確保台面不變形,尺寸:1250×170×30mm。

2.側面有O~110cm之刻度尺。

3.軌道一端有滑車擋板及精密固定滑輪,底部有3組水平調整裝置,兩端有塑膠桌面保護套,以防止實實驗桌被刮傷。

4.附水平儀。

二、力學滑車:1台

1.鋁製一體成形:尺寸:70×150×30mm,淨重:425g±1%。

2.附培林精密軸承,其雙側採同軸式設計,輪徑26mm,刀片設計,與滑軌接觸摩擦損耗少,使滑車在3克的拉力下即可輕易移動,亦即滑車的最大摩擦力少於3克,可使實驗中不穩定的變數減少。

3.三段式緩衝裝置。

4.中間可固定砝碼,可確保質心在滑車中心點。

5.一端有紙帶夾緊裝置,另一端則有三段式緩衝裝置開關。

6.附圓形砝碼100g(±1g)3個,鋁製L型掛碼1個。

7.遮光擋板：1組。

8.定滑輪：1組 可利用插削連結，輪及支架均採射出成形，有2個高靈敏度軸承，ψ50mm。

9.慣性定律用落球架,可固定滑車上,附一落球漏斗。

10.鋼球：1個。

11.支柱固定接頭：4組 ABS一體成型可垂直及水平固定支架，可隨意固定於滑軌兩側槽溝內。

12.光閘固定支架：一端接有固定接頭可垂直及水平夾具。

13.斜面用支架：2支 一端有塑膠保護套,支架上有凹槽設計,可防止脫落。

三.光電計時器1台

1.規格：擠型鋁製作，兩邊以ABS收邊，尺寸：210mm×125mm×50mm

2.LED顯示幕：顯示量測記時間距秒數，精準度0.001sec，量測範圍0.000sec~65.000sec。

3.功能按鈕：

a.start按鈕：計時啟動，電磁鐵斷電並開始記時。

b.reset按鈕：計時重新歸零，電磁鐵重新吸引。

c.stop按鈕：計時停止，電磁鐵斷電。

4.通訊裝置：

a.電磁鐵插座(on/off) ×2，AV插孔座，左電磁鐵插座(on/off)成功裝置配件並搭配功能start按鈕可作計時啟動開關關。再搭配右微動短路開關插座(off/ on)或右光電閘感應器插座(off/ on)作結束計時開關。

b.微動短路開關插座(on/off) ×2，AV插孔座，可作計時開關配對:

i.左微動短路開關插座(on/off)作計時啟動裝置與右微動短路開關插座(off/on)作計時結束裝置。

ii.左微動短路開關插座(on/off) 作計時啟動裝置與右光電閘感應插座(off/ on) 作計時結束裝置。

c.光電閘感應器插座(on/off) ×2，USB Type B 插孔座，可作計時開關配對：

i.左光電閘感應插座(on/off) 作計時啟動裝置與右光電閘感應插座(off/ on) 作計時結束裝置。

ii.左光電閘感應插座(on/off) 作計時啟動裝置與右微動短路開關插座(off/ on) 作計時結束裝置。

d.電源輸入：12DCV/1A。

5.面板圖圖示：附各插座功能簡圖。

附電源供應器×1：12VDC / 1A。