Texas Instruments lämnar inga uttryckliga eller underförstådda
garantier för något program eller bok. Detta innefattar, men är inte
begränsat till, underförstådda garantier om säljbarhet eller
lämplighet för ett visst ändamål. Materialet tillhandahålles enbart
på “som det är”-basis.
Inte i något fall skall Texas Instruments kunna hållas ansvarigt för
speciella eller sekundära skador, skador på grund av olyckor eller
följdskador i anslutning till eller härrörande från inköp eller
användning av detta material. Det enda betalningsansvaret som
Texas Instruments påtar sig, oaktat handling, skall inte överstiga
inköpspriset för denna utrustning. Dessutom skall inte Texas
Instruments ha något betalningsansvar för några krav avseende
användning av detta material från annan part.
1997 tillhörande Texas Instruments Incorporated.
Med ensamrätt.
Härmed ges lärare tillstånd att göra särtryck eller fotokopior av de
sidor och arbetsblad som bär Texas Instruments copyrightmeddelande och som ingår i detta material, och detta i kvantiteter
motsvarande en skolklass, studiecirkel eller seminariegrupp. Dessa
sidor har utformats för att reproduceras av lärare för användning i
skolklasser, studiecirklar och seminarier, under förutsättning att
varje kopia som framställs uppvisar ovan nämnda copyrightmeddelande. Dessa kopior får inte säljas och all vidare spridning är
strängt förbjuden. Med undantag för vad som angivits krävs Texas
Instruments Incorporated i förhand givna skriftliga godkännande
för att reproducera, överföra detta material eller delar av det i alla
andra former eller via alla andra elektroniska eller mekaniska
hjälpmedel, inklusive alla informationssystem för lagring eller
insamlande, såvida inte detta uttryckligen tillåts i lokal copyrightlagstiftning. Förfrågningar ställs till Texas Instruments Incorporated,
PO Box 149149, Austin, TX, 78714-9149, M/S 2151, Att. Contracts
Manager.
Innehållsförteckning
T
E
CBR
X
A
S
I
NS
T
R
U
)
M
E
)
N
T
)
S
Inledning
Vad är CBR?2
Komma igång med CBR — Hur lätt som helst4
Tips för effektiv mätvärdesinsamling6
Övningar med lärarnoteringar och arbetsblad
TRIGGER
85-86
92
Övning 1 — Matcha grafenlinjär 13
³
Övning 2 — Leksaksbillinjär 17
³
Övning 3 — Pendelsinusformad 21
³
Övning 4 — Studsande bollparabolisk 25
³
Övning 5 — Rullande bollparabolisk 29
³
Lärarinformation33
Teknisk information
CBR-värdena lagras i listor37
RANGER-inställningar38
Använda CBR med CBL eller med CBL-program39
Programmeringskommandon40
Service
Batterier42
Om problem uppstår43
TI-service och garanti44
RANGER menyöversiktomslagets baksida
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
utför realistiska mätvärdesinsamlingar och analyser i klassrummet
det mångsidiga programmet RANGER är mycket lätt att använda
program för MATCHNING och STUDSANDE BOLL finns inbyggda i RANGER
Hur fungerar CBR?
Med
CBR
utan omständliga mätningar och manuell plottning.
låter eleverna utforska matematiska och vetenskapliga samband mellan storheter
CBR
som avstånd, hastighet, acceleration och tid med hjälp av värden som samlats in i
övningar som de själva genomför. Eleverna kan studera följande matematiska och
vetenskapliga begrepp:
Statistik och dataanalys: metoder för mätvärdesinsamling, statistisk analys
0
Vad innehåller den här handboken?
Komma igång med CBR
é
räknare och programmering. Den inkluderar snabbinstruktioner för CBR-användning, tips
om effektiv mätvärdesinsamling och fem lektionsövningar som undersöker
grundläggande funktioner för, och egenskaper hos rörelser. Övningarna (se sidorna
13-32) innefattar följande:
Lärarhandledning för varje övning plus allmän lärarinformation.
0
Instruktioner steg-för-steg.
0
En lämplig grundläggande mätvärdesinsamlingsövning för varje nivå.
0
Laborationer som mer noggrant utforskar mätvärdena inklusive olika antaganden.
0
Förslag till avancerade övningar lämpade för matematikstuderande på B - E-nivå.
0
Ett kopierbart arbetsblad med frågor lämpade för ett stort antal olika
0
utbildningsnivåer.
har utformats för lärare som inte besitter en lång erfarenhet av
2
KOMMA IGÅNG MED
CBR
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
är du bara tre steg från den första mätvärdesinsamlingen!
CBR
Anslut
Anslut
med räknare-
Tryck in kabelns båda ändar helt och
hållet.
Anm:
kabeln som medföljer räknaren kan
också användas.
till en grafritande TI-räknare
CBR
kabeln.
CBR
Den korta räknare-räknare
Överför
RANGER
CBR
Först förbereder du räknaren för programmottagning (se nedan).
är ett program som är anpassat för varje räknare och som ingår i
. Att överföra önskat program från
till en räknare är enkelt.
CBR
TI-82 eller TI-83TI-85/CBL eller TI-86TI-92
LINK
Ÿ
[
Öppna sedan det uppfällbara sensorhuvudet på
programöverföringsknapp på
Under överföringen visar räknaren
När överföringen är klar blinkar den gröna
från
blinkar den röda
När
inte överföras till den aktuella räknaren igen såvida inte programmet
raderas från räknarens minne.
Anm:
komma att behöva ta bort andra program och data från räknaren. Om du
vill spara dessa kan du lagra ner dem på en dator med hjälp av TI-Graph
Linké eller till en annan räknare med en räknare-räknare kabel eller
räknare-CBR kabel (se räknarens handbok).
hörs och i räknarens graffönster visas
CBR
RANGER
Programmet och data kräver cirka 17 500 byte minne. Du kan
›
£
]
-lampan två gånger och en signal hörs två gånger.
CBR
-programmet överförts från
Ÿ
CBR
LINK
[
]
.
RECEIVING
CBR
¡
(med undantag för TI-92).
CBR
till en räknare behöver det
Gå till Grundfönstret.
och tryck på lämplig
CBR
-lampan en gång, en signal
. Om ett fel inträffar
DONE
4
KOMMA IGÅNG MED
CBR
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
Förståelse av hur en akustisk rörelsedetektor fungerar ger bättre förutsättningar för att
erhålla bra grafer. Rörelsedetektorn sänder ut en ultraljudspuls och mäter sedan hur lång
tid det tar för pulsen att återvända efter att ha studsat mot det närmast belägna
föremålet.
På samma sätt som andra akustiska rörelsedetektorer mäter
utsändningen av ultraljudspulsen och det första returnerade ekot, men därutöver har
tidsintervallet mellan
CBR
CBR
en inbyggd mikroprocessor som kan så mycket mer. När mätvärdena samlas in beräknar
avståndet till föremålet med hjälp av en ljudhastighetsberäkning. Därefter beräknas
CBR
första och andra derivatan med avseende på tiden utifrån avståndsinformationen för att
få värdena för hastigheten och accelerationen. Dessa mätvärden lagras sedan i listorna
L1, L2, L3
Att utföra samma beräkningar som
➊
➋
och L4.
Samla in mätvärdena i läget
Använd tidsvärdena i
tillsammans med avståndsvärdena i L2 för att beräkna
L1
är intressant och lärorikt.
CBR
REALTIME=NO
. Avsluta
RANGER
-programmet.
föremålets hastighet vid varje tidpunkt. Jämför sedan resultaten med
hastighetsvärdena i
=
L3
n
Använd hastighetsvärdena i L3 (eller de elevberäknade värdena) tillsammans med
➌
tidsvärdena i
för att beräkna föremålets acceleration vid varje tidpunkt. Jämför
L1
sedan resultaten med accelerationsvärdena i
Föremålens storlek
Ett litet föremål på långt avstånd från
L3
.
(
+
L2
n+1
)à2 N (
L2
n
L1
CBR
N
n+1
minskar möjligheterna till en korrekt
L1
L2
+
n
n
L4
)à2
L2
n-1
.
registrering. På 5 meter är det troligare att en fotboll registreras än en pingisboll.
Minimiintervall
När
avståndet till ett föremål understiger 0,5 meter kan efterföljande pulser komma att
överlappa varandra och därför bli misstolkade av
blir felaktig. Placera därför
Maximiintervall
Ju längre pulsen färdas genom luften desto svagare blir den. Vid cirka 12 meter (6 meter
fram till föremålet och 6 meter tillbaka till
kunna registreras av
föremål till 6 meter eller mindre.
6
KOMMA IGÅNG MED
sänder ut en puls träffar den föremålet, studsar tillbaka och tas emot av
CBR
, vilket i sin tur leder till att grafen
CBR
minst 0,5 meter från föremålet.
CBR
) kan ekot bli för svagt för att tillförlitligt
CBR
. Detta begränsar det tillförlitliga mätavståndet mellan
CBR
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
Ljudstrålens utsträckning är inte parallellsom ett rakt rör utan sprider sig som en
konformad tratt vars spridningsvinkel uppgår till 10°.
För att undvika interferens med andra närliggande föremål ska du försöka iordningställa
ett fritt område i
det önskade blir registrerat av
området.
-strålens väg. På detta sätt förhindras att något annat föremål än
CBR
CBR. CBR
registrerar det närmaste föremålet i det fria
(forts)
Reflekterande ytor
Vissa ytor reflekterar pulser bättre än andra. Exempelvis uppnås ett bättre resultat med
en relativt hård boll med jämn yta än med en tennisboll. Mätningar gjorda i ett rum med
många hårda reflekterande ytor kommer med större sannolikhet att uppvisa fler felaktiga
strövärden. Mätningar mot oregelbundna ytor (t ex en leksaksbil eller en gående elev
som håller i en räknare) kan komma att få en ojämn återgivning.
En avstånd–tid-graf för ett icke rörligt föremål kan uppvisa små skillnader i de beräknade
avståndsvärdena. Om något av dessa värden plottas som en annan pixel kan den
förväntade raka linjen uppvisa enstaka taggar. Grafen avstånd–tid kan bli än mer hackig
eftersom avståndet mellan två punkter sett över tid, per definition, är hastighet. Det kan
därför vara lämpligt att tillämpa en viss grad av utjämning av värdena.
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
är den totala tiden för hela mätvärdesinsamlingen uttryckt i sekunder.
TIME
Ange ett heltal mellan 1 sekund (för föremål som rör sig snabbt) och 99 sekunder (för
föremål som rör sig långsamt). För
När
SECOND
Start och stopp
Bilden
ges ett lågt värde måste föremålet befinna sig närmare
TIME
, måste föremålet vara närmare än 1,75 meter från
SETUP
i
RANGER
-programmet har flera alternativ för att starta och stoppa
REALTIME=YES
är
alltid 15 sekunder.
TIME
CBR
.
CBR
. Vid t ex
TIME=1
mätvärdesinsamlingen.
0
BEGIN ON: [ENTER]
. Mätvärdesinsamlingen startas med räknarens ›-knapp. Använd
denna metod när du befinner dig närmast räknaren.
0
BEGIN ON: [TRIGGER]
. Mätvärdesinsamlingen startas med ¤-knappen på
Använd denna metod när du befinner dig närmast
Med det här alternativet kan du också koppla ur
försöket, koppla ur kabeln ur
¤, samla in mätvärden, återansluta
överföra mätvärdena till räknaren. Använd
, placera
CBR
CBR
CBR
BEGIN ON: [TRIGGER]
.
CBR
. Du kan alltså iordningställa
CBR
där insamlingen ska ske, trycka på
, och till sist trycka på › för att
när kabeln är för kort
CBR
.
eller riskerar att komma i vägen för mätvärdesinsamlingen. Detta går inte att göra i
läget
REALTIME=YES
0
BEGIN ON: DELAY
tryckt på
(t ex
MATCH
. Mätvärdesinsamlingen startas automatiskt 10 sekunder efter att du
›. Detta är speciellt användbart när en person ensam utför hela
-tillämpningen ).
övningen.
Triggknapp
Funktionen för ¤ varierar beroende på övriga inställningar.
¤ startar mätvärdesinsamlingen även när
0
BEGIN ON: [ENTER]
eller
BEGIN ON: DELAY
har valts. Knappen kan också användas för att stoppa mätvärdesinsamlingen men
oftast är det önskvärt att låta hela insamlingen löpa klart.
Vid
0
REALTIME=NO
och efter att mätvärdesinsamlingen är klar upprepar ¤
automatiskt den senaste mätvärdesinsamlingen utan att överföra informationen till
räknaren. För att överföra informationen väljer du
GET CBR DATA
SAMPLE
. (Du kan också upprepa en mätvärdesinsamling genom att välja
från
PLOT MENU
eller
START NOW
från bilden
TOOLS
SETUP
från
.)
MAIN MENU
och sedan
REPEAT
8
KOMMA IGÅNG MED
CBR
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
-programmet kan störsignalers inverkan och
variationer i avståndsmätningar reduceras. Undvik dock att utjämna för mycket. Försök
först utan utjämning eller med utjämningsalternativet
LIGHT
. Öka sedan
utjämningsgraden tills du erhåller ett tillfredsställande resultat.
Vid övningar med en hög sannolikhet för störsignaler kan det vara lämpligt att öka
0
utjämningsgraden på bilden
redan innan mätvärdesinsamlingen påbörjas (se
SETUP
sidan 38).
För mätvärden som insamlats med
0
REALTIME=NO
insamlade mätvärdena. Då måste räknaren vara ansluten till
från
PLOT MENU
Störningar — vad det är och hur du blir av med dem
När
tar emot signaler som reflekterats från andra föremål än det primära föremålet
CBR
, därefter
SMOOTH DATA
och till sist graden av utjämning.
kan utjämning tillämpas på de
. Välj först
CBR
PLOT TOOLS
kommer grafen att uppvisa felaktiga mätpunkter (störningstoppar) vilka inte
överensstämmer med grafens övergripande form. Minska störningsrisken så här:
Kontrollera att
0
REALTIME=NO
är riktad direkt mot målet. Innan du samlar in mätvärden med
CBR
kan du utföra en mätvärdesinsamling med
REALTIME=YES
och då justera
sensorhuvudet tills resultatet är tillfredsställande.
Försök att utföra mätvärdesinsamlingen i ett utrymme som är så fritt från störande
0
föremål som möjligt (se bilden i avsnittet Fritt område, sidan 7).
Välj ett större eller mer reflekterande föremål, alternativt flytta föremålet närmare
0
CBR
(dock inte närmare än 0,5 meter).
När du använder flera
0
i samma rum ska varje mätvärdesinsamling slutföras innan
CBR
nästa påbörjas.
Vid en mätvärdesinsamling med
0
REALTIME=YES
och många störsignaler ska du upprepa
insamlingen med högre grad av utjämning tills du uppnår ett tillfredsställande resultat.
(Du kan inte ändra utjämningen i tillämpningarna
och
BALL BOUNCE
Vid en mätvärdesinsamling med
0
.)
REALTIME=NO
DISTANCE MATCH, VELOCITY MATCH
och många störsignaler ska du använda
en högre grad av utjämning på de insamlade mätvärdena.
Ljudets hastighet
Det ungefärliga avståndet till föremålet beräknas utifrån ljudets hastighet vid
normaltillstånd. Ljudets faktiska hastighet varierar dock beroende på ett flertal faktorer,
där den vanligaste är luftens temperatur. För relativ rörelse utgör detta inget problem,
men för övningar som kräver noggranna mätningar finns det ett
programmeringskommando som kan användas för att ange den omgivande
temperaturen (se sidorna 40–41).
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
när du endast behöver samla in en typ av mätvärden (avstånd, hastighet eller
0
REALTIME=YES
:
acceleration) under en mätvärdesinsamling.
I läget
REALTIME=YES
bearbetar
de begärda grafvärdena (avstånd, hastighet eller
CBR
acceleration) som efter varje enskild avståndsmätning överförs till räknaren. Därefter
plottar
RANGER
en specifik pixel för den pulsen.
Eftersom alla dessa operationer måste utföras innan nästa mätvärdesinsamling kan
påbörjas är bearbetningshastigheten för varje mätvärdesinsamling i
REALTIME=YES
begränsad.
För ett enda mätvärde tar det cirka 0,08 sekunder att samla in mätvärden, bearbeta och
överföra informationen. Därtill krävs ytterligare tid för att plotta punkten, vilket sänker
den effektiva insamlingsfrekvensen till cirka en per 0,125 sekunder i
REALTIME=NO
Använd läget
för snabba föremål
0
när utjämning behöver användas (se sidan 9)
0
för att hantera
0
när du behöver samla in eller plotta alla datatyper (avstånd, hastighet och
0
REALTIME=NO
CBR
:
när den är fristående (se sidan 11)
RANGER
.
acceleration) i en mätvärdesinsamling.
I läget
REALTIME=NO
lagras informationen i
och kan inte överföras till räknaren förrän
CBR
mätvärdesinsamlingen är klar. Insamlingsfrekvensen kan vara så hög som en per 0,005
sekunder för näraliggande föremål. Värden för tid, avstånd, hastighet och acceleration
överförs till räknaren.
Eftersom informationen lagras i
kan du överföra den från
CBR
till räknaren
CBR
upprepade gånger.
Varje gång utjämningen förändras tillämpar
0
den nya utjämningsgraden, överför
CBR
de justerade mätvärdena till räknaren och lagrar dem i listorna.
Om ett område väljs förändras också listorna som är lagrade i räknaren. Om du vill kan
0
du återställa de ursprungliga mätvärdena från
TOOLS
från
MAIN MENU
välja
Samma mätvärden kan också delas av flera elever samtidigt trots att de använder olika
0
och sedan
GET CBR DATA
genom att i
CBR
.
RANGER
-programmet
grafritande TI-räknare. Detta ger eleverna möjlighet att göra en analys utifrån identisk
information (se sidan 11).
10
KOMMA IGÅNG MED
CBR
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN
kan du fortsätta att studera
värdenas relation till någon funktion. Eftersom värdena lagras i listor och visas som
punktdiagram kan du använda
Inuti RANGER
Studera grafer med funktionen
0
, och œ för att utröna dessa samband.
som aktiveras automatiskt. (På TI-85 används
TRACE
den fritt rörliga markören.)
Manipulera mätvärdena genom att använda utjämning och välja område.
0
Utanför RANGER
Studera mätvärdena med hjälp av räknarens listeditor.
0
Ta manuellt fram en funktion utifrån mätvärdena med hjälp av räknarens Y= editor.
0
Ta fram den ekvation som bäst motsvarar mätvärdena med hjälp av räknarens
0
regressionsfunktioner.
Det går att studera andra samband än de som ingår i grafalternativen i
RANGER
. T ex kan
graferna avstånd–tid och hastighet–tid återges samtidig som punktdiagram. Från
i
MENU
och för
RANGER
Plot2 L1
-programmet väljer du
QUIT
, och för
anges L1 som en funktion av
Plot1
som en funktion av L3. (Du kan komma att behöva justera graffönstret.)
Mätvärden och grafer kan sändas till en dator med TI-Graph Link. Detta är speciellt
användbart när elever väljer att skriva mer omfattande rapporter utifrån sina
undersökningar.
MAIN
L2
Använda CBR utan RANGER-programmet
kan användas som en akustisk rörelsedetektor tillsammans med
CBR
program än
Information om användning av
0
Information om anskaffandet av program och övningar finns på sidan 36.
0
Information om programmeringskommandon för att skriva egna program finns på
0
RANGER
.
sidorna 40–41.
CBR
med
finns på sidan 39.
CBL
eller med andra
CBL
12
KOMMA IGÅNG MED
CBR
ENNA SIDA KAN KOPIERAS FÖRUTSATT ATT COPYRIGHT-MEDDELANDET FRÅN