Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση (Ι)

Θα αναλύσουμε ένα τμήμα του βίντεο που μπορείτε να μεταφορτώσετε στον υπολογιστή σας από το youtube.

Στο βίντεο φαίνεται η κίνηση μιας σταγόνας Lugol μέσα σε ελαιόλαδο. Η σταγόνα πολύ γρήγορα αποκτά οριακή ταχύτητα και η κίνησή της είναι ευθύγραμμη και ομαλή. Στο δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει το ελαιόλαδο έχουν χαραχθεί με μαρκαδόρο δύο οριζόντιες γραμμές σε απόσταση 5 cm μεταξύ τους. Θα χρησιμοποιήσουμε τις δύο αυτές γραμμές για τη βαθμονόμηση της κλίμακας αποστάσεων του βίντεο, δηλ. για την αντιστοίχιση της απόστασης μεταξύ των pixels του βίντεο σε απόσταση στον πραγματικό κόσμο. Για το σκοπό αυτό και έχοντας προηγουμένως ανοίξει το βίντεο στο Tracker, θα δημιουργήσουμε μια ράβδο βαθμονόμησης, της οποίας θα τοποθετήσουμε τα άκρα στις δύο οριζόντιες γραμμές του δοκιμαστικού σωλήνα και θα δώσουμε στο σχετικό πλαίσιο κειμένου την τιμή 5, ώστε να μετράμε τις αποστάσεις σε εκατοστά (cm). Δίνουμε ιδιαίτερη προσοχή στον κατακόρυφο προσανατολισμό της ράβδου βαθμονόμησης.

Δημιουργία ράβδου βαθμονόμησης

Θα αναλύσουμε τα καρέ 140 μέχρι 330 του βίντεο με βήμα μεταξύ των καρέ ίσο με 5, εισάγοντας τις σχετικές ρυθμίσεις στο εργαλείο "Ρυθμίσεις βίντεο κλιπ" του Tracker. Στη συνέχεια δημιουργούμε ένα υλικό σημείο για την ιχνηλασία της σταγόνας Lugol στα καρέ του βίντεο κλιπ. Δημιουργούμε το ίχνος του υλικού σημείου στο πρώτο καρέ του βίντεο κλιπ με Ctrl + Shift + κλικ, ώστε να συνεχίσουμε και να ολοκληρώσουμε με αυτόματο τρόπο την ιχνηλασία. Ρυθμίζουμε το πρότυπο ταύτισης, όπως φαίνεται και στην επόμενη εικόνα.

Ρύθμιση του προτύπου ταύτισης

Ολοκληρώνουμε την αυτόματη ιχνηλασία του υλικού σημείου. Θα χρειαστεί να τροποποιήσουμε χειροκίνητα κάποια ίχνη ιδιαίτερα στα τελευταία καρέ, καθώς λόγω αντανακλάσεων στο βίντεο η αυτόματη ιχνηλασία μπορεί να μην είναι απόλυτα επιτυχημένη. Επιπλέον μεταφέρουμε την αρχή του προκαθορισμένου συστήματος αξόνων του Tracker στο (ή λίγο πιο πάνω από το) ίχνος του υλικού σημείου στο πρώτο καρέ και το περιστρέφουμε κατά 180°, ώστε η θετική φορά του άξονα y'y  να είναι προς τα κάτω. Για την ακρίβεια η περιστροφή που απαιτείται είναι (-)179,1° καθώς ο δοκιμαστικός σωλήνας δεν είναι απόλυτα κατακόρυφος.

Μετά την ολοκλήρωση της ιχνηλασίας και τις τελικές ρυθμίσεις

Στο Εργαλείο δεδομένων του Tracker  επιλέγουμε την εμφάνιση της γραφικής παράστασης y = f(t). Διαπιστώνουμε τη γραμμικότητα των πειραματικών δεδομένων επιβεβαιώνοντας ότι η κίνηση είναι ευθύγραμμη και ομαλή. Επιλέγουμε επίσης να σχεδιαστεί και η καλύτερη ευθεία προσαρμογής στα πειραματικά δεδομένα.

Γραφική παράσταση y = f(t)

Το Εργαλείο δεδομένων αυτόματα προσδιορίζει τις παραμέτρους (κλίση και σταθερό όρο) της καλύτερης ευθείας προσαρμογής. Κατά τα γνωστά η κλίση της γραφικής παράστασης θέσης - χρόνου ισούται με την ταχύτητα του κινητού. Συνεπώς η ταχύτητα της σταγόνας του Lugol κατά την κίνησή της μέσα στο ελαιόλαδο προκύπτει: