videoanalýza fyzikálních dějů
Post on 11-Jan-2016
42 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Videoanalýza fyzikálních Videoanalýza fyzikálních dějůdějů
Oldřich LepilOldřich LepilPřírodovědecká fakulta UPPřírodovědecká fakulta UPOlomoucOlomouc
Didaktické využití videoanalýzy• K vývoji metod analýzy obrazového záznamu
• Manuální videoanalýza programem EASYVID
• Zpracování výsledků videoanalýzy
• Automatická videoanalýza programem VIANA
• Videoanalýza kmitání oscilátorů
• Další možnosti využití digitálního záznamu
Filmový záznam rázu pružných koulí
Rekonstrukce pohybu koulí při pružném rázu
Experimentální zařízení pro filmovou analýzu šikmého vrhu
Grafická rekonstrukce dat získaných analýzou filmového záznamu šikmého vrhu
Obrazový záznam - 1978Obrazový záznam - 1978
Videoanalýza vodorovného vrhu programem AVA
Videoanalýza šikmého vrhu Videoanalýza šikmého vrhu programem DAVIDprogramem DAVID
Program pro videoanalýzu GALILEO (komerční – Klett)
Videoanalýza vodorovného vrhu programem ViMPS
Videoanalýza vodorovného vrhu programem EASYVID
Program pro automatickou videoanalýzu mechanických pohybů - VIANA
Videoanalýza šikmého vrhu na Videoanalýza šikmého vrhu na příkladu vrhu koulípříkladu vrhu koulí
22
00 cos2
tg xv
gxyy
Parametrická rovnice šikmého vrhu
Příklad šikmého vrhu
Příprava videozáznamu opakovaného odrazu míčku digitálním fotoaparátem SONY DSC-P92
Videoanalýza: volný pádVideoanalýza: volný pád
Zpracování dat videoanalýzy volného Zpracování dat videoanalýzy volného pádupádu
Úkol:Úkol:Vyznačte všechny síly, které působí na míček v Vyznačte všechny síly, které působí na míček v jednotlivých bodechjednotlivých bodech
Fotografie opakovaného odrazu tenisového míčku
(Učebnice pro gymnázia. Molekulová fyzika a termika)
Stroboskopický záznam opakovaného odrazu tenisového míčku (Physics, PSSC)
Dynamický model vodorovného vrhu pružného míčku v odporujícím prostředíFAMULUS - L. Dvořák
t = t + dtt = t + dtv = sqrt(vx^2 + vy^2)v = sqrt(vx^2 + vy^2)Fx = –mFx = –mkkvvvxvxFy = –mFy = –mkkvvvy – mvy – mggIF y < R THEN Fy = 0.1IF y < R THEN Fy = 0.1(R – y) END(R – y) ENDax = Fx/m; ay=Fy/max = Fx/m; ay=Fy/mvx = vx + axvx = vx + axdt; vy = vy + aydt; vy = vy + aydtdtx = x + vxx = x + vxdt ; y = y + vydt ; y = y + vydtdtIF y<R THEN IF vy<0 THEN vy= –RestKIF y<R THEN IF vy<0 THEN vy= –RestKvy END vy END
ENDEND
Zobrazení vodorovného vrhu míčku pomocí dynamického modelu programem FAMULUS
Souřadnice polohy, dráhy a rychlosti míčku při vodorovném vrhu jako funkce času – FAMULUS (pohyb při RestK = 1)
Souřadnice polohy, dráhy a rychlosti míčku při vodorovném vrhu jako funkce času – FAMULUS (pohyb při RestK = 0,8)
Simulace pohybu míčku pomocí programu Inteactive Physics
(autor P. Janeček)
Studium pohybu míčku grafickým kalkulátorem TI-92, datovým analyzátorem CBL a ultrazvukovým detektorem CBR (autor V. Pazdera)
Záznam vodorovného vrhu míčku digitální kamerou
Grafy souřadnic x a y pohybu pružného míčku získané videoanalýzou pogramem VIANA
Grafy souřadnic rychlosti vx a vy
Mechanické oscilátoryMechanické oscilátory
Pružinový oscilátor s malým tlumenímPružinový oscilátor s malým tlumením Pružinový oscilátor s větším tlumenímPružinový oscilátor s větším tlumením KyvadloKyvadlo Spřažená kyvadlaSpřažená kyvadla Chaotické kyvadloChaotické kyvadlo Složené kmitáníSložené kmitání
Demonstrace kmitání mechanických oscilátorů
Záznam kmitání mechanického oscilátoru programem ISES
Záznam kmitání mechanického oscilátoru programem VIANA
Zpracování dat programem EXCELZpracování dat programem EXCEL
Záznam tlumeného kmitání oscilátoru programem ISES
Záznam tlumeného kmitání oscilátoru programem VIANA
Záznam tlumeného kmitání Záznam tlumeného kmitání zpracovaný programem zpracovaný programem MATEMATIKA 1.2MATEMATIKA 1.2
Záznam kmitání kyvadla
Záznam kmitání spřažených kyvadel
Příklady zpracování dat Příklady zpracování dat programem FAMULUSprogramem FAMULUS
Složené kmitání Složené kmitání pružinového oscilátorupružinového oscilátoru
Složené kmitání Složené kmitání pružinového oscilátorupružinového oscilátoru
Data z videoanalýzy zpracovaná programem FAMULUS
Dynamický model složeného kmitání Dynamický model složeného kmitání mechanického oscilátorumechanického oscilátoru
r=sqrt(x^2+y^2); v=sqrt(vx^2+vy^2)r=sqrt(x^2+y^2); v=sqrt(vx^2+vy^2)IF r>l THENIF r>l THEN ax=-K*(r-l)/r*x-L*v*vx; ay=-g-K*(r-l)/r*y-L*v*vyax=-K*(r-l)/r*x-L*v*vx; ay=-g-K*(r-l)/r*y-L*v*vy ELSEELSE ax=-L*v*vx; ay=-g-L*v*vyax=-L*v*vx; ay=-g-L*v*vy ENDENDvx=vx+ax*h; vy=vy+ay*hvx=vx+ax*h; vy=vy+ay*hx=x+vx*h; y=y+vy*hx=x+vx*h; y=y+vy*ht=t+ht=t+hIF t=50 THEN STOP ENDIF t=50 THEN STOP END
Složené kmitání vytvořené Složené kmitání vytvořené dynamickým modelemdynamickým modelem
Další možnosti:Další možnosti:odraz na pevném konciodraz na pevném konci
Odraz na volném konciOdraz na volném konci
http://www.bastgen.de/schule/physik/physik.htm (EASYVID)
http://didaktik.physik.uni-essen.de/vianahttp://www.virtualdub.org/index http://didaktik.physik.uni-wuerzburg.de/~suleder/software/
ava/http://www.physik.uni-mainz.de/lehramt/ViMPS/welcome.html
http://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/DAVID//david.htm
http://didaktik.physik.uni-wuerzburg.de/~pkrahmer/home/galileo.html
http://home.t-online.de/home/320059914833-0001/Physik/DiVA//diva.htm
http://www.lsw.com/videopoint/
Informační zdroje k videoanalýze na webu
top related