Download - Videoanalýza fyzikálních dějů
![Page 1: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/1.jpg)
Videoanalýza fyzikálních Videoanalýza fyzikálních dějůdějů
Oldřich LepilOldřich LepilPřírodovědecká fakulta UPPřírodovědecká fakulta UPOlomoucOlomouc
![Page 2: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/2.jpg)
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
![Page 3: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/3.jpg)
Filmový záznam rázu pružných koulí
![Page 4: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/4.jpg)
Rekonstrukce pohybu koulí při pružném rázu
![Page 5: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/5.jpg)
Experimentální zařízení pro filmovou analýzu šikmého vrhu
![Page 6: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/6.jpg)
Grafická rekonstrukce dat získaných analýzou filmového záznamu šikmého vrhu
![Page 7: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/7.jpg)
Obrazový záznam - 1978Obrazový záznam - 1978
![Page 8: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/8.jpg)
Videoanalýza vodorovného vrhu programem AVA
![Page 9: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/9.jpg)
Videoanalýza šikmého vrhu Videoanalýza šikmého vrhu programem DAVIDprogramem DAVID
![Page 10: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/10.jpg)
Program pro videoanalýzu GALILEO (komerční – Klett)
![Page 11: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/11.jpg)
Videoanalýza vodorovného vrhu programem ViMPS
![Page 12: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/12.jpg)
Videoanalýza vodorovného vrhu programem EASYVID
![Page 13: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/13.jpg)
Program pro automatickou videoanalýzu mechanických pohybů - VIANA
![Page 14: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/14.jpg)
Videoanalýza šikmého vrhu na Videoanalýza šikmého vrhu na příkladu vrhu koulípříkladu vrhu koulí
22
00 cos2
tg xv
gxyy
Parametrická rovnice šikmého vrhu
![Page 15: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/15.jpg)
Příklad šikmého vrhu
![Page 16: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/16.jpg)
Příprava videozáznamu opakovaného odrazu míčku digitálním fotoaparátem SONY DSC-P92
![Page 17: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/17.jpg)
Videoanalýza: volný pádVideoanalýza: volný pád
![Page 18: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/18.jpg)
Zpracování dat videoanalýzy volného Zpracování dat videoanalýzy volného pádupádu
![Page 19: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/19.jpg)
Úkol:Úkol:Vyznačte všechny síly, které působí na míček v Vyznačte všechny síly, které působí na míček v jednotlivých bodechjednotlivých bodech
![Page 20: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/20.jpg)
Fotografie opakovaného odrazu tenisového míčku
(Učebnice pro gymnázia. Molekulová fyzika a termika)
![Page 21: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/21.jpg)
Stroboskopický záznam opakovaného odrazu tenisového míčku (Physics, PSSC)
![Page 22: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/22.jpg)
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
![Page 23: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/23.jpg)
Zobrazení vodorovného vrhu míčku pomocí dynamického modelu programem FAMULUS
![Page 24: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/24.jpg)
Souřadnice polohy, dráhy a rychlosti míčku při vodorovném vrhu jako funkce času – FAMULUS (pohyb při RestK = 1)
![Page 25: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/25.jpg)
Souřadnice polohy, dráhy a rychlosti míčku při vodorovném vrhu jako funkce času – FAMULUS (pohyb při RestK = 0,8)
![Page 26: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/26.jpg)
Simulace pohybu míčku pomocí programu Inteactive Physics
(autor P. Janeček)
![Page 27: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/27.jpg)
Studium pohybu míčku grafickým kalkulátorem TI-92, datovým analyzátorem CBL a ultrazvukovým detektorem CBR (autor V. Pazdera)
![Page 28: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/28.jpg)
Záznam vodorovného vrhu míčku digitální kamerou
![Page 29: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/29.jpg)
Grafy souřadnic x a y pohybu pružného míčku získané videoanalýzou pogramem VIANA
![Page 30: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/30.jpg)
Grafy souřadnic rychlosti vx a vy
![Page 31: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/31.jpg)
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
![Page 32: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/32.jpg)
Demonstrace kmitání mechanických oscilátorů
![Page 33: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/33.jpg)
Záznam kmitání mechanického oscilátoru programem ISES
![Page 34: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/34.jpg)
Záznam kmitání mechanického oscilátoru programem VIANA
![Page 35: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/35.jpg)
Zpracování dat programem EXCELZpracování dat programem EXCEL
![Page 36: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/36.jpg)
Záznam tlumeného kmitání oscilátoru programem ISES
![Page 37: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/37.jpg)
Záznam tlumeného kmitání oscilátoru programem VIANA
![Page 38: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/38.jpg)
Záznam tlumeného kmitání Záznam tlumeného kmitání zpracovaný programem zpracovaný programem MATEMATIKA 1.2MATEMATIKA 1.2
![Page 39: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/39.jpg)
Záznam kmitání kyvadla
![Page 40: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/40.jpg)
Záznam kmitání spřažených kyvadel
![Page 41: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/41.jpg)
Příklady zpracování dat Příklady zpracování dat programem FAMULUSprogramem FAMULUS
![Page 42: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/42.jpg)
Složené kmitání Složené kmitání pružinového oscilátorupružinového oscilátoru
![Page 43: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/43.jpg)
Složené kmitání Složené kmitání pružinového oscilátorupružinového oscilátoru
Data z videoanalýzy zpracovaná programem FAMULUS
![Page 44: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/44.jpg)
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
![Page 45: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/45.jpg)
Složené kmitání vytvořené Složené kmitání vytvořené dynamickým modelemdynamickým modelem
![Page 46: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/46.jpg)
Další možnosti:Další možnosti:odraz na pevném konciodraz na pevném konci
![Page 47: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/47.jpg)
Odraz na volném konciOdraz na volném konci
![Page 48: Videoanalýza fyzikálních dějů](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062314/56814320550346895daf883e/html5/thumbnails/48.jpg)
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