Sensor Foto Puente. Experimentos típicos. Modo de funcionamiento

Transcripción

1 Sensor Foo Puene DT37 El sensor foo puene puede ser conecado a los recolecores de daos ITP-C, MuliLogPRO o TriLink. Es un foopuene para propósios generales, que mide el iempo que arda un objeo en pasar enre sus brazos. El sensor foopuene es uilizado en una amplia variedad de experimenos de Física y en clases de Física, y es suminisrado con una barra de sopore. Experimenos ípicos Medición de la aceleración en caída libre Esudio del balanceo de un péndulo Medición de la velocidad de un objeo rodane Medición de la velocidad de objeos someidos a colisiones Modo de funcionamieno El sensor foopuene posee un haz infrarrojo angoso y de rápido iempo de respuesa, el cual proporciona una señal muy exaca para el cronomerado. Cuando el rayo infrarrojo enre la fuene y el deecor es bloqueado, la salida del foopuene es ala (volaje alo, 5 V, en el gráfico), mienras que cuando el haz no esá bloqueado, la salida es baja (volaje bajo, 0 V, en el gráfico). Al rabajar con los recolecores de daos de ITP y el sofare MuliLab, ése es reconocido como un sensor 0-5 V. DT37 Sensor Foo Puene

2 Especificaciones del sensor Rango: Tiempo de elevación del deecor: Tiempo de descenso del deecor: Error de paralaje: Fuene infrarroja: Puero del recolecor de daos: 0 V 5 V 80 ns 80 ns Para un objeo que pasa a menos de cm del deecor, con una velocidad menor que 0 m/s, la diferencia enre la longiud verdadera y la efeciva es menor que mm. Pico a 800 nm Digial Noas écnicas El sensor foopuene debe ser conecado únicamene a las enradas digiales del recolecor de daos, las cuales son la primera y la segunda enradas en el caso del MuliLogPRO y TriLink, y odas las enradas en el caso del ITP-C. El sensor de polea Ineligene (DT) se coneca al foopuene mediane la barra de monaje. La polea juno con el foopuene es uilizada para medir la velocidad de una cadena suspendida sobre la polea, mediane la medición de la velocidad angencial de ésa. Calibración El sensor foopuene se suminisra compleamene calibrado. Medición de evenos emporales con el sensor foopuene y el MuliLog Pro El recolecor de daos MuliLog Pro incorpora un módulo de cronomeraje preciso, cuya resolución es de 0. ms. El cronómero puede medir varios ipos de evenos, acivados por los foopuenes del sisema: Tiempo y velocidad con un foopuene Tiempo y velocidad con dos foopuenes Tiempo, velocidad y aceleración enre dos foopuenes Cronómero DT37 Sensor Foo Puene

3 En el modo de cronomeraje el MuliLog Pro no almacena daos. Para guardar los daos de cronomeraje en el compuador, opere el módulo de cronomeraje a ravés del sofare MuliLab. Para uilizar los foopuenes con oros sensores, opere el MuliLog Pro como un recolecor de daos y poseriormene analice los daos de los foopuenes con la ayuda del Asisene de cronomeraje del MuliLab. Para llevar a cabo una medición de cronomeraje:. Conece uno o dos foopuenes al MuliLog Pro. Uilice los boones de flechas Adelane y Arás para navegar hasa el menú de cronomeraje. 3. Presione Inro para mosrar el menú de cronomeraje: _ C R O N O M E T R A J E _ M o d o : T i e m p o V e l o c i d a d M e d i c i ó n : I n A n c h o d e a r j e a : 3 0 m m D i s a n c i a : 0 c m I n i c i o ( > ) La flecha indica que el MuliLog Pro esá liso para acepar el modo de cronomeraje. 4. Uilice los boones de flecha para seleccionar el modo de cronomeraje deseado: Cronómero, Tiempo Velocidad o Tiempo Velocidad Aceleración. Modo Cronómero En ese modo el MuliLog Pro opera como un cronómero esándar con una resolución de 0.0s. _ C R O N O M E T R A J E _ M o d o : C r o n ó m e r o M e d i c i ó n : _ A n c h o d e a r j e a : _ D i s a n c i a : _ I n i c i o ( > ) DT37 Sensor Foo Puene 3

4 . Presione Inro cuaro veces, seguidamene presione la flecha Adelane para enrar al modo de Cronómero. Presione la flecha Adelane para comenzar la medición de iempo. 3. Presione la flecha Adelane por segunda vez para deener el cronómero. 4. Presione la flecha Arás para reposicionar el cronómero. 5. Presione Escape para salir del modo Cronómero y regresar al menú principal. 6. Presione Escape por segunda vez para regresar al menú principal. Tiempo y velocidad En ese modo el MuliLog Pro mide iempo y velocidad, ano con un foopuene como enre foopuenes. _ C R O N O M E T R A J E _ M o d o : T i e m p o V e l o c i d a d M e d i c i ó n : I n A n c h o d e a r j e a : 3 0 m m D i s a n c i a : _ I n i c i o ( > ). Presione Inro para seleccionar ese modo. La flecha se desplaza a la línea de Medición.. Uilice los boones de flecha Adelane y Arás para seleccionar In si se desea medir el iempo y la velocidad con un foopuene, o In In si desea medir el iempo y la velocidad enre dos foopuenes. Tiempo y velocidad con un foopuene El MuliLog Pro mide el iempo enre el bloqueo y el desbloqueo del foopuene en la enrada. Tiempo y velocidad enre foopuenes El MuliLog Pro mide el iempo enre el bloqueo del foopuene en la enrada y el bloqueo del foopuene en la enrada. DT37 Sensor Foo Puene 4

5 Tiempo y velocidad con un foopuene. Presione Inro y seguidamene uilice los boones de flecha para seleccionar el ancho en mm de la arjea (el cuerpo que bloquea el foopuene), enre 0 y 59 mm.. Presione Inro dos veces y seguidamene uilice el boón Adelane para enrar en el modo de espera de cronomeraje. 3. El cronomeraje comienza cada vez que un cuerpo bloquea el foopuene y ermina cuando se desbloquea el foopuene. Seguidamene el MuliLog Pro muesra el iempo ranscurrido enre la enrada y la salida de cuerpo a ravés del foopuene, y la velocidad del cuerpo. 4. Uilice los boones de flecha para conmuar enre los resulados de iempo y de velocidad. 5. Presione Escape para regresar al menú de cronomeraje. 6. Presione Escape por segunda vez para regresar al menú principal. Tiempo y velocidad enre foopuenes. Presione Inro dos veces y seguidamene uilice el boón de flecha Adelane para seleccionar la disancia en cm enre los foopuenes, enre 0 y 99 cm.. Presione Inro y luego uilice el boón Adelane para enrar en el modo de espera de cronomeraje. 3. El cronomeraje comienza cada vez que un cuerpo enra al primer foopuene (enrada ) y ermina cuando sale del segundo foopuene (enrada ). El MuliLog Pro muesra enonces el iempo ranscurrido al pasar por ambos foopuenes, y la velocidad promedio del cuerpo. 4. Uilice los boones de flecha para conmuar enre los resulados de iempo y de velocidad. 5. Presione Escape para regresar al menú de cronomeraje. 6. Presione Escape por segunda vez para regresar al menú principal. DT37 Sensor Foo Puene 5

6 Tiempo, velocidad y aceleración En ese modo el MuliLog Pro mide el iempo durane el cual el cuerpo pasa por el primer foopuene, el iempo que demora en desplazarse de un foopuene al oro, y el iempo que demora en pasar por el segundo foopuene. Los resulados que arroja son: el iempo de desplazamieno enre los foopuenes, la velocidad promedio y la aceleración promedio. _ C R O N O M E T R A J E _ M o d o : T i e m p o V e l o c i d a d A c e l e r a c i ó n M e d i c i ó n : I n > I n A n c h o d e a r j e a : 3 0 m m D i s a n c i a : 0 c m I n i c i o ( > ). Presione Inro dos veces, y luego uilice los boones de flecha para seleccionar el ancho en mm de la arjea (el cuerpo que bloquea el foopuene), enre 0 y 59 mm.. Presione Inro y luego uilice el boón de flecha Adelane para seleccionar la disancia enre los foopuenes en cm enre 0 y 99 cm. 3. Presione Inro y seguidamene use el boón Adelane para enrar en el modo de espera de cronomeraje. El cronomeraje comienza cada vez que un cuerpo enra al primer foopuene (enrada ) y ermina cuando ése sale del segundo foopuene (enrada ). El MuliLog Pro muesra enonces el iempo ranscurrido al pasar por ambos foopuenes, la velocidad y la aceleración promedios del cuerpo. 4. Uilice los boones de flecha para conmuar enre los resulados de iempo, velocidad y aceleración. 5. Presione Escape para regresar al menú de cronomeraje. 6. Presione Escape por segunda vez para regresar al menú principal. Uilización del sensor foopuene con el MuliLogPRO o TriLink y el sofare Mulilab MuliLab permie medir evenos emporales por medio de módulo de cronomeraje del MuliLog Pro, uilizando el Asisene de cronomeraje del menú principal de recolección. DT37 Sensor Foo Puene 6

7 Para uilizar los foopuenes juno con oros sensores, opere el MuliLog Pro como un recolecor de daos y poseriormene analice los daos de los foopuenes con la ayuda del Asisene de cronomeraje del MuliLab, a parir del menú Análisis en la barra de herramienas principal. Trabajando con el Asisene de cronomeraje desde el menú de Recolección. Conece el MuliLog Pro a la PC.. Conece un foopuene a la enrada del MuliLog Pro o dos foopuenes a las enradas y (de acuerdo con el méodo uilizado). 3. Presione Recolecor en el menú principal, y luego presione Asisene de cronomeraje: 4. Seleccione la medición deseada: Tiempo, Velocidad o Aceleración. 5. Presione Siguiene para pasar al paso del asisene: 6. Seleccione el méodo de medición deseado. DT37 Sensor Foo Puene 7

8 Si es necesario, inroduzca el ancho del cuerpo en mm (un número enero enre 0 y 59), o la disancia enre los foopuenes en cm (un número enero enre 0 y 99), en el cuadro de edición correspondiene (únicamene en mediciones de velocidad y de aceleración) 7. Presione Comenzar para enrar al modo de espera de cronomeraje. El cronomeraje comienza cada vez que un cuerpo bloquea el foopuene conecado a la enrada y ermina cuando se desbloquea el foopuene en la enrada ó en la enrada (de acuerdo con el méodo uilizado). MuliLab muesra los resulados en una gráfica de barras y en una abla. Pueden realizarse anas mediciones como sean necesarias. Después de cada eveno, MuliLab agrega los resulados como una nueva barra en la gráfica y como una nueva fila en la abla 8. Para salir del modo de cronomeraje, presione Deener en barra de herramienas principal. Méodos de medición El Asisene de Cronomeraje le ofrece varios méodos de análisis de las diferenes mediciones. En algunas mediciones, se le soliciará inroducir las dimensiones del cuerpo en movimieno o la disancia enre ambos foopuenes, a fin de poder llevar a cabo el cálculo de la velocidad y la aceleración. Los méodos dependen de la medición seleccionada: Tiempo Con un foopuene Mide el iempo que demora un cuerpo en cruzar el foo-puene (enre el bloqueo y el desbloqueo del haz infrarrojo) Enre foopuenes Mide el iempo que demora un cuerpo en moverse desde un foopuene al oro (enre el bloqueo del primer haz y el bloqueo del segundo haz infrarrojo) DT37 Sensor Foo Puene 8

9 Velocidad Con un foopuene Mide el iempo que demora un cuerpo en cruzar el foopuene (enre el bloqueo y el desbloqueo del haz infrarrojo) y calcula su velocidad. Debe inroducirse el ancho del cuerpo en mm. Enre foopuenes Mide el iempo que demora un cuerpo en moverse desde el primer foopuene al segundo (enre el bloqueo del primer haz y el bloqueo del segundo haz infrarrojo) y calcula su velocidad promedio. Debe inroducirse la disancia en cm enre los foopuenes. Aceleración Enre foopuenes Mide el iempo que demora el cuerpo en cruzar el primer foopuene, el iempo de desplazamieno enre ambos foopuenes y el iempo que demora el cuerpo en cruzar el segundo foopuene, y da como resulado la aceleración promedio. Debe inroducirse el ancho del cuerpo en mm. Esquemas de iempo y cálculos Mediciones de iempo Con un foopuene Resulado: DT37 Sensor Foo Puene 9

10 Enre foopuenes Enrada Enrada 3 4 Resulado: 3 Velocidad Con un foopuene Parámeros requeridos: el ancho del cuerpo Resulado: v ; Enre foopuenes Parámeros requeridos: L la disancia enre los foopuenes Enrada Enrada 3 4 DT37 Sensor Foo Puene 0

11 Resulado: v L ; 3 Aceleración Enre foopuenes Parámeros requeridos: el ancho del cuerpo Enrada Enrada 3 4 Resulado: v 4 3 v v a ; v 4 3 Trabajando con el Asisene de cronomeraje desde el menú de Análisis El Asisene de cronomeraje, accesible a ravés del menú Análisis de la barra de herramienas principal de MuliLab, permie realizar fácilmene mediciones y cálculos de varios ipos de evenos, incluyendo velocidad y aceleración, con uno o dos foopuenes. Conece un foopuene a la enrada o dos foopuenes a las enradas y en el MuliLog PRO y lleve a cabo el experimeno. El Asisene de cronomeraje lo guiará a lo largo del análisis. Con el Asisene de cronomeraje, pueden medirse secuencias de evenos emporales en el primer y/o segundo foopuene, o evenos emporales enre ambos foopuenes. A coninuación, el DT37 Sensor Foo Puene

12 MuliLab puede calcular la velocidad y la aceleración. Por medio de opciones especiales, es fácil medir velocidades en colisiones y el período de oscilación de un péndulo o de cualquier oro cuerpo oscilane. El Asisene de cronomeraje puede manejar evenos múliples. Por ejemplo, cuando un cuerpo cruza un foopuene repeidamene, la aplicación del Asisene de cronomeraje resulará en una serie de mediciones que se corresponde con el número de veces que el cuerpo cruza el foopuene.. Exponga los daos que desea analizar en la venana gráfica.. Presione Análisis en la barra de herramienas y luego Asisene de cronomeraje para abrir el primer paso del cuadro de diálogo del Asisene de cronomeraje: 3. Seleccione la medición deseada: Tiempo, Velocidad o Aceleración. 4. Presione Siguiene para pasar al segundo paso: 5. Seleccione el méodo de medición deseado. DT37 Sensor Foo Puene

13 Si se requiere, inroduzca el ancho del cuerpo, o la disancia enre los foopuenes en cm, en el cuadro de edición correspondiene (únicamene en mediciones de velocidad y de aceleración) 6. Presione Terminar para exponer los resulados. 7. Para cambiar la medición o el méodo, presione Arás para volver al Asisene de cronomeraje. 8. Para salir del Asisene de cronomeraje, presione Acepar. Méodos de medición El Asisene de Cronomeraje le ofrece varios méodos de análisis de las diferenes mediciones. En algunas mediciones, se le soliciará inroducir las dimensiones del cuerpo en movimieno o la disancia enre ambos foopuenes para poder llevar a cabo el cálculo de la velocidad y la aceleración. Los méodos dependen de la medición seleccionada: Tiempo Con un foopuene Mide el iempo que demora un cuerpo en cruzar el foo-puene (enre el bloqueo y el desbloqueo del haz infrarrojo) Enre foopuenes Mide el iempo que demora un cuerpo en moverse desde un foopuene al oro (enre el bloqueo del primer haz y el bloqueo del segundo haz infrarrojo) Péndulo Mide el periodo de oscilación de un cuerpo (el inervalo de iempo enre el primero y el ercer bloqueo del haz) DT37 Sensor Foo Puene 3

14 Velocidad Con un foopuene Mide el iempo que demora un cuerpo en cruzar el foopuene (enre el bloqueo y el desbloqueo del haz infrarrojo) y calcula su velocidad. Debe inroducirse el ancho del cuerpo. Enre foopuenes Colisiones Mide el iempo que demora un cuerpo en moverse desde el primer foopuene al segundo (enre el bloqueo del primer haz y el bloqueo del segundo haz infrarrojo) y calcula su velocidad promedio. Debe inroducirse la disancia enre los foopuenes. Mide el inervalo de iempo de cruce por cada foopuene y da como resulado las velocidades correspondienes. Debe inroducirse el ancho de los cuerpos (el ancho de ambos cuerpos deberá ser idénico) Aceleración Con un foopuene Enre foopuenes Se debe fijar al cuerpo en movimieno una arjea con dos banderillas (ver figura a la izquierda). El Asisene de cronomeraje mide los inervalos de iempo enre los cruces de las banderillas y da como resulado la aceleración. Debe inroducirse el ancho de las banderas. Mide el iempo que demora el cuerpo en cruzar el primer foopuene, el iempo de desplazamieno enre ambos foopuenes y el iempo que demora en cruzar el segundo foopuene, y da como resulado la aceleración promedio. Debe inroducirse el ancho del cuerpo. DT37 Sensor Foo Puene 4

15 Esquemas de iempo y cálculos Mediciones de iempo Con un foopuene Resulado: Enre foopuenes Enrada Enrada 3 4 Resulado: 3 Péndulo (un foopuene) Resulado: 5 DT37 Sensor Foo Puene 5

16 Velocidad Con un foopuene Parámeros requeridos: el ancho del cuerpo Resulado: v ; Enre foopuenes Parámeros requeridos: L la disancia enre los foopuenes Enrada Enrada 3 4 L Resulado: v ; 3 Colisiones (dos foopuenes ) Parámeros requeridos: el ancho de los cuerpos (deben ser idénicos) Enrada 3 4 DT37 Sensor Foo Puene 6

17 DT37 Sensor Foo Puene 7 Resulado: ; ; v u v u Aceleración Con un foopuene Parámeros requeridos: el ancho de las banderillas Resulado: v v a v v ; 5 7 Enrada Enrada 6

18 Enre foopuenes Parámeros requeridos: el ancho del cuerpo Enrada Enrada 3 4 Resulado: v 4 3 v v a ; v 4 3 Uilización del sensor foopuene con el ITP-C y el sofare Mulilab El sofare MuliLab permie la medición de evenos emporales ales como iempo, velocidad y aceleración, mediane el uso del sensor foopuene y del Asisene de cronomeraje del recolecor de daos. Para uilizar los foopuenes juno con oros sensores, opere el ITP-C como un recolecor de daos y poseriormene analice los daos de los foopuenes con la ayuda del Asisene de cronomeraje del MuliLab, a parir del menú Análisis. Trabajando con el Asisene de cronomeraje desde el menú Recolección. Conece un foopuene a la enrada E/S- del ITP-C, o dos foopuenes, uno a E/S- y oro a E/S-, dependiendo del ipo de daos requerido.. En el menú Recolección, seleccione Asisene de cronomeraje y abra el módulo de Cronomeraje. DT37 Sensor Foo Puene 8

19 3. Seleccione la medición deseada: Tiempo, Velocidad o Aceleración. 4. Seleccione la solapa Asisene de cronomeraje Méodo. 5. Seleccione el méodo de medición deseado. 6. Si se requiere, inroduzca el ancho del cuerpo en mm (un número enero enre 0 y 59), o la disancia enre los foopuenes en cm (un número enero enre 0 y 99), en el cuadro de edición correspondiene (únicamene en mediciones de velocidad y de aceleración). 7. Presione Acepar para salir del Asisene de cronomeraje y seleccione Ejecuar para ingresar en el modo de espera de cronomeraje. El cronomeraje comienza cada vez que un cuerpo bloquea el foopuene conecado a la enrada y ermina cuando se desbloquea el foopuene en la enrada ó en la enrada (de acuerdo con el méodo uilizado). MuliLab muesra los resulados en una gráfica de barras y en una abla de daos. DT37 Sensor Foo Puene 9

20 Pueden realizarse anas mediciones como sean necesarias. Después de cada eveno, MuliLab agrega los resulados como una nueva barra en la gráfica y como una nueva fila de daos en la abla. 8. Para salir del modo de cronomeraje, presione Recolecor > Deener en la barra de herramienas principal. Los méodos de medición, esquemas emporales y cálculos son similares a aquellos descripos arriba, en la seccion: Uilización del sensor foopuene con el MuliLog PRO o TriLink y el sofare MuliLab. Trabajando con el Asisene de cronomeraje desde el menú de Análisis El Asisene de análisis de cronomeraje es una herramiena de análisis adicional, y permie realizar fácilmene mediciones y cálculos de varios ipos de evenos emporales, incluyendo velocidad y aceleración, con uno o dos foopuenes. Conece un foopuene a la enrada del ITP-C, o dos foopuenes a las enradas y del ITP-C, y realice el experimeno deseado. Luego, deje que el Asisene lo guíe a ravés del análisis de ese experimeno. Con el Asisene de cronomeraje, pueden medirse secuencias de evenos emporales en el primer y/o segundo foopuene, o evenos emporales enre ambos foopuenes. A coninuación, el MuliLab puede calcular la velocidad y la aceleración de esos evenos. Por medio de opciones especiales, es fácil medir velocidades en colisiones y el período de oscilación de un péndulo o de cualquier oro cuerpo oscilane. El Asisene de cronomeraje puede manejar evenos múliples. Por ejemplo, cuando un cuerpo cruza un foopuene repeidamene, la aplicación del Asisene de cronomeraje resulará en una serie de mediciones que se corresponde con el número de veces que el cuerpo cruza el foopuene.. Conece un foopuene a la enrada del ITP-C, o conece dos foopuenes a las enradas y del ITP-C.. Realice el experimeno deseado. 3. Exponga los daos que desea analizar en la venana gráfica. 4. En el menú Herramienas, seleccione Análisis > Asisene de cronomeraje. Ello acivará la venana de diálogo del Asisene de cronomeraje. DT37 Sensor Foo Puene 0

21 5. Seleccione la medición deseada: Tiempo, Velocidad o Aceleración. 6. Seleccione la solapa Asisene de cronomeraje Méodo. 7. Seleccione uno de los méodos de medición: Con un foopuene, Con dos foopuenes, o Colisiones (dos foopuenes). 8. Si es necesario, ingrese el ancho del cuerpo o la disancia enre los foopuenes en cm, en la venana de edición Ancho. 9. Presione Acepar para exponer los resulados. Los méodos de medición, esquemas emporales y cálculos son similares a aquellos descripos arriba, en la seccion: Uilización del sensor foopuene con el MuliLog PRO o TriLink y el sofare MuliLab. DT37 Sensor Foo Puene

22 Sugerencias para la uilización del asisene de cronomeraje Coloque una banderilla al cuerpo en movimieno Al medir el movimieno de un carrio es conveniene adherirle una banderilla verical. Puede monarse un bloque de madera acanalado en el carrio e inserar la banderilla en el canal, o uilizar cina adhesiva para adosar la banderilla a uno de los lados del carrio. Uilice una banderilla doble para medir la aceleración con un foopuene. El ancho de ambas banderillas debe ser el mismo. Uilice los cursores Uilice los cursores para seleccionar la gráfica y el rango de daos sobre los cuales desea aplicar el Asisene de cronomeraje. Resolución emporal La resolución emporal depende de la frecuencia de muesreo. Use la abla a coninuación para seleccionar la frecuencia que se ajuse a sus necesidades. Frecuencia (muesras por segundo) resolución 0 0. s s s s 500 ms 000 ms ms ms DT37 Sensor Foo Puene

23 Uilice Acivación Para evenos rápidos y alas frecuencias de muesreo, uilice la herramiena Acivación para iniciar la recolección de daos. Ejemplo de uilización del sensor foopuene Impulso y Momeno En ese experimeno, un carrio colisiona con un sensor de fuerza, y se compara el cambio en el momeno con el impulso. Se uiliza un foopuene para medir las velocidades del carrio anes y después de la colisión. Foo Puene Fuerza Figura : Uilización del foopuene para medir velocidades en una colisión Sopore écnico Por favor conace al sopore écnico de ITP Sofare a ravés de: Página Web:.ipsof.com Correo elecrónico: ipsof@ipsof.com Garanía y derechos de auor Todos nuesros sensores esándar cuenan con una garanía de un año, la cual consise en un periodo de doce meses a parir de la fecha de enrega al cliene, y cubre defecos significaivos en los maeriales y en la mano de obra. Esa garanía no cubre daños al produco causados por mal uso, abuso o negligencia. Esa garanía no cubre los elemenos consumibles ales como elecrodos, baerías, elecrodos adhesivos desechables, cubeas, soluciones de almacenamieno o buffer. DT37 Sensor Foo Puene 3