Texas Instruments en enige derde bijdragende partij bieden geen
enkele garantie, hetzij impliciet hetzij uitdrukkelijk, met inbegrip
van en niet uitsluitend beperkt tot welke impliciete garanties dan
ook wat betreft de geschiktheid voor verkoop en een specifiek
gebruik, voor de programma’s of documentatie en stelt deze
documentatie slechts ter beschikking “zoals zij is”.
Texas Instruments of enige derde bijdragende partij kan in geen
geval aansprakelijk worden gesteld voor speciale, indirecte,
toevallige of resulterende schade die in verband zou staan met of
het gevolg is van de aankoop of het gebruik van deze producten;
de enige en uitsluitende aansprakelijkheid, ongeacht de wijze van
de juridische procedure, die door Texas Instruments wordt
gedragen, zal beperkt blijven tot het bedrag van de aankoopprijs
van deze apparatuur. Bovendien kan Texas Instruments niet
aansprakelijk worden gesteld indien een eis tot schadevergoeding
wordt ingediend, ongeacht de aard ervan, tegen het gebruik van
deze producten door een andere persoon.
2004 Texas Instruments Incorporated.
Alle rechten voorbehouden.
Hierbij wordt toestemming gegeven aan docenten om de pagina’s
in deze handleiding met een copyright-vermelding in beperkte
aantallen te kopiëren voor gebruik in het klaslokaal, in workshops
of voor werkgroepen. Die pagina's mogen door docenten worden
gereproduceerd voor gebruik in het klaslokaal, in workshops en
tijdens werkgroepen, op voorwaarde dat het copyright op elk
exemplaar is vermeld. De kopieën mogen niet worden verkocht en
verdere verspreiding is uitdrukkelijk verboden. Behalve in de
gevallen hierboven vermeld, is een voorafgaande schriftelijke
toestemming van Texas Instruments vereist om dit werk of
gedeelten ervan te reproduceren of te verzenden in gelijk welke
andere vorm of op gelijk welke elektronische of mechanische
manier, inclusief systemen voor het opslaan en opvragen van
informatie, behalve als dit uitdrukkelijk toegestaan is door de
desbetreffende wetgeving. Meer informatie kunt u krijgen bij Texas
Instruments Incorporated, 7800 Banner Drive, M/S 3918;
Dallas, TX 75251; Attention: Manager, Business Services
Activiteit 1 (Een grafiek maken van je beweging) en Activiteit 3 (Een snelle glijbaan) zijn gebruikt met toestemming van Vernier
Software and Technology. Deze activititeiten zijn aangepast uit Middle School Science with Calculators van Don Volz en Sandy
Sapatka.
Inhoudsopgave
Inleiding
Wat is de CBR 2™? 2
Aan de slag met CBR 2™ — Eenvoudiger kan het niet 4
Tips voor een goede meting 6
Activiteiten met aantekeningen voor docenten en leerlingwerkbladen
³ Activiteit 1 — Een grafiek maken van je beweging lineaire
functie 10
³ Activiteit 2 — De grafiek namaken lineaire functie 14
³ Activiteit 3 — Een snelle glijbaan kwadratische functie 18
³ Activiteit 4 — Stuiterende bal kwadratische functie 25
³ Activiteit 5 — Rollende bal kwadratische functie 28
Informatie voor de docent 32
Technische informatie
CBR 2™-gegevens worden opgeslagen in lijsten 36
EasyData instellingen 37
Het gebruik van CBR 2™ met CBL 2™ of met CBL 2™
programma’s 38
voor gebruik met TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition,
om de metingen en analyse uit de werkelijkheid in de klas te brengen
Wat doet de CBR 2™?
Met de CBR 2™ en een TI grafische rekenmachine kunnen leerlingen gegevens over
bewegingen verzamelen, bekijken en analyseren zonder lastige metingen en handmatig
maken van grafieken.
Met
CBR 2™ kunnen leerlingen de wiskundige en wetenschappelijke relaties tussen
afstand, snelheid, versnelling en tijd verkennen met gegevens die verzameld zijn tijdens
activiteiten die zij zelf hebben uitgevoerd. Hierdoor kunnen leerlingen wiskundige en
natuurwetenschappelijk concepten onderzoeken zoals:
2™ (Calculator----Based Ranger™)
2™ (Calculator2™ (Calculator
TI-84 Plus, en TI-84 Plus Silver Edition
Based Ranger™)
Based Ranger™)Based Ranger™)
ultrasone afstandssensor
gemakkelijk te bedienen
0 beweging: afstand, snelheid, versnelling
0 grafieken: coördinaatassen, hellingshoek, bijbehorende x- of y-waarde
0 functies: lineair, kwadratisch, exponentieel, sinusfunctie
0 differentiaal- en integraalrekening: afgeleiden, integralen
0 statistiek en analyse van gegevens: methodes voor gegevensverwerving, statistische
analyse
0 natuurkunde: beweging, gebruik met dynamische parcoursen, slingeranalyse, positie,
snelheid, versnelling
0 natuurwetenschap: bewegingsexperimenten
Wat staat in deze handleiding?
Aan de slag met CBR 2™ is bedoeld als handleiding voor docenten zonder veel ervaring
met rekenmachines. Hierin vindt u instructies om snel aan de slag te gaan met de
CBR 2™, aanwijzingen over effectieve gegevensverwerving en vijf activiteiten voor in de
klas, waarbij de basisfuncties en -eigenschappen van bewegingen kunnen worden
onderzocht. Deze activiteiten (zie pagina 10–31) bevatten o.a.:
0 aantekeningen voor docenten voor elke activiteit, plus algemene informatie voor de
docent
0 instructies om stap voor stap te werk te gaan
0 een basismeting die geschikt is voor alle niveaus
0 verkenningen om de gegevens nader te bestuderen, waaronder “wat-als” scenario’s
0 suggesties voor onderwerpen voor gevorderden, geschikt voor leerlingen die
intergraal- en/of differentiaalrekening beheersen
0 reproduceerbare leerling-werkbladen met open vragen die passen bij een breed
Met CBR 2™ voert u in twee of drie stappen uw eerste meting uit!
1111
2
2
22
Downloaden
Op uw grafische rekenmachine kunnen een aantal Apps
(softwaretoepassingen) voorgeladen zijn, waaronder de EasyData App. Druk
op Œ om te zien welke Apps op uw rekenmachine geïnstalleerd zijn. Als
EasyData niet geïnstalleerd is, kunt u de nieuwste versie van deze App vinden
op education.ti.com. Download de EasyData App indien nodig nu.
Aansluiten
Sluit de CBR 2™ op uw TI grafische rekenmachine aan met behulp van de
Standaard-B naar Mini-A USB-kabel (rekenmachine-naarrekenmachine-naar-rekenmachinekabel, en duw de kabel aan beide kanten
stevig naar binnen voor een goede aansluiting.
Stel de gevoeligheidsschakelaar in op de normale modus voor lopen, bal,
gooien slinger, etc., of op de Track-modus voor gebruik met dynamische
parcoursen en karren.
Over de rekenmachine-naar-
0 Kan alleen gebruikt worden met de EasyData App.
0 Zorgt voor een automatische start van de EasyData App wanneer een
CBR 2™ op een rekenmachine van de TI-84 Plus-serie aangesloten
wordt.
CBR 2™ kabel:
CBR 2™) of de I/O
0 Biedt een verbeterde fysieke en betrouwbaardere aansluiting dan de I/O
rekenmachine-naar-rekenmachinekabel.
0 Kan niet gebruikt worden met RANGER, DataMate of andere
soortgelijke toepassingen.
11113333
Starten
Start de EasyData App op de grafische rekenmachine die aangesloten is op
de
CBR 2™.
Ga door naar stap 1, als u een rekenmachine van de TI-83 Plus-serie
gebruikt. Als u een TI-84 Plus aangesloten heeft met een rekenmachinenaar-
CBR 2™ kabel, voer dan de stappen 1 en 4 uit.
1. Zet de rekenmachine aan en zet hem op het basisscherm.
2. Druk op Œ om de lijst met Apps op uw grafische rekenmachine weer
te geven.
3. Kies EasyData en druk op Í.
Het openingsscherm wordt gedurende 2–3 seconden weergegeven, en
vervolgens verschijnt het hoofdscherm.
4. Selecteer Start (druk op q) in het hoofdscherm om te beginnen met
De CBR 2™ zendt een ultrasone puls uit en meet hoe lang het duurt voor er een echo
terugkomt van het dichtstbijzijnde voorwerp.
CBR 2™ meet, zoals iedere detector die gebruik maakt van geluidsgolven, de tijd die
De
verloopt tussen het uitzenden van de ultrasone puls en de eerste echo die terugkomt,
maar de
gegevens verzameld worden, berekent de
behulp van de bekende geluidssnelheid. Daarna differentieert hij de afstand één en twee
keer naar de tijd om de snelheid en de versnelling te bepalen. Deze gegevens worden
opgeslagen in lijsten.
Grootte van het object
Werkt u met een klein object op een grote afstand, dan zijn de kansen op een
nauwkeurig resultaat geringer. Bijvoorbeeld, op een afstand van 5 meter detecteert u
een voetbal heel wat makkelijker dan een pingpongbal.
CBR 2™ heeft een ingebouwde microprocessor die veel meer doet. Terwijl de
CBR 2™ de afstand naar het voorwerp met
Minimumbereik
De CBR 2™ zendt een puls uit, de puls bereikt het object, wordt teruggekaatst en wordt
door de
de opeenvolgende pulsen elkaar overlappen, waardoor ze door
geïnterpreteerd worden. De grafiek wordt dan onnauwkeurig. Zet
CBR 2™ ontvangen. Als het object dichterbij is dan 15 centimeter, dan kunnen
CBR 2™ verkeerd
CBR 2™ dus op een
afstand van minstens 15 centimeter van het object.
Maximumbereik
Naarmate de puls verder moet reizen, verliest hij zijn kracht. Na ongeveer 12 meter (6
meter heen naar het object en 6 meter terug naar de
CBR 2™), wordt de echo te zwak
om betrouwbaar gedetecteerd te kunnen worden. Dit beperkt de afstand waarop de
CBR 2™ betrouwbaar werkt tot 6 meter.
Gevoeligheidsschakelaar
De gevoeligheidsschakelaar heeft twee modes—Track
en Normal. De Track-modus is bedoeld voor activiteiten
met dynamische parcoursen en karren; de Normale
Track Normal
%&
modus is bedoeld voor alle andere activiteiten zoals
lopen, gooien van een bal, stuiteren van een bal,
slinger etc.
Als u veel extra ruis in uw gegevens krijgt, kan het zijn dat de gevoeldigheidssensor in de
normale modus staat. Als u de gevoeligheidsschakelaar naar de Track-stand verplaatst,
wordt de gevoeligheid van de sensor lager en krijgt u betere gegevens.
Gegevensverzameling voor een tijdsgrafiek instellen
De duur van het experiment is de totale tijd in seconden die nodig is voor het voltooien
van de gegevensverzameling. Deze wordt bepaald door het aantal metingen,
vermenigvuldigd met het meetinterval.
Voer een getal in tussen 0,05 (bij zeer snel bewegende objecten) en 0,5 seconden (bij
zeer langzaam bewegende objecten).
Opmerking: zie “Instellen van de rekenmachine voor gegevensverzameling” op pag. 12
voor gedetailleerde informatie over hoe u de instellingen kunt veranderen.
MenunaamBeschrijvingStandaard-instelling
Sample Interval Meet de tijd tussen de metingen in seconden.0,05
Number of Samples Totaal aantal metingen dat verzameld moet worden.100
Experiment Length Duur van het experiment in seconden.5
Starten en stoppen
Om met proefnemen te beginnen, selecteert u Start (druk op q). Het proefnemen
stopt automatisch als het aantal metingen dat ingesteld is in het menu Time Graph
Settings is bereikt. De
CBR 2™ geeft vervolgens een grafiek van de verzamelde gegevens
weer on the graphing calculator.(op de grafische rekenmachine ???)
Om het proefnemen te stoppen voordat dit automatisch stopt, selecteert u Stop (houd
q ingedrukt) op een willekeurig moment tijdens het verzamelingsproces. Wanneer
het verzamelen stopt, wordt een grafiek van de verzamelde gegevens weergegeven.
Ruis—wat is het en hoe kom je ervan af?
Als de CBR 2™ signalen ontvangt van andere objecten dan het object dat u bedoeld had,
dan toont de grafiek onjuiste punten (ruis) die niet overeenkomen met het algemene
patroon van de grafiek. Om ruis te verminderen doet u het volgende:
0 Zorg ervoor dat de CBR 2™ direct op het doel gericht is. Probeer de sensorkop bij te
stellen terwijl u de gegevens live op de homescreen-meter bekijkt. Verzeker u ervan
dat de uitlezing goed is voordat u een activiteit of experiment start.
0 Probeer te meten in een ruimte met weinig vreemde voorwerpen (zie de tekening van
de vorm van de bundel op pagina 7).
0 Kies een groter object dat beter reflecteert, of zet het object dichter bij de CBR 2™
(maar niet dichterbij dan 15 centimeter).
0 Gebruikt u meer dan één CBR 2™ in een ruimte, dan moet de ene groep klaar zijn met
de meting voordat de andere groep begint.
0 Probeer de gevoeligheidssensor naar de Track-positie te verplaatsen om de
Ÿ EasyData-toepassing
Ÿ Afplakband
Ÿ Meetlat of rolmaat
Tips
Het kan zijn dat dit experiment de eerste keer is dat
uw leerlingen de CBR 2™ bewegingsdetector
gebruiken. Door een beetje begeleiding te geven bij
het gebruik ervan, bespaart u later in het jaar tijd als
de CBR 2™ bij andere experimenten wordt gebruikt.
Hier volgen enkele tips voor een effectief gebruik
van de CBR 2™:
0 Bij het gebruik van de CBR 2™ is het belangrijk
om u te realiseren dat het ultrageluid wordt
uitgezonden in een kegelvorm met een hoek van
ongeveer 30°. Alles binnen de kegel van
ultrageluid kan een reflectie veroorzaken, en
mogelijk een onbedoelde meting opleveren. Een
veelvoorkomend probleem bij het gebruik van
bewegingsdetectoren zijn onbedoelde reflecties
van een tafel of stoel in het klaslokaal.
0 Vaak kunnen onbedoelde reflecties
geminimaliseerd worden door de CBR 2™ licht
te kantelen.
0 Als u begint met een snelheids- of
versnellingsgrafiek en uw krijgt een verwarrend
scherm, schakel dan terug naar een
afstandsgrafiek om te zien of deze
steekhoudend is. Zo niet, dan kan het zijn dat de
CBR 2™ niet goed gericht is op het doel.
0 De CBR 2™ detecteert objecten niet goed als ze
dichterbij zijn dan 15 cm. Het maximale bereik is
ongeveer 6 m, maar losse objecten in de brede
detectiestraal kunnen problematisch zijn op deze
afstand.
0 Soms kan een doelobject geen sterke reflectie
geven van het ultrageluid. Als het doelobject
bijvoorbeeld een persoon is met een dikke trui,
dan kan de resulterende grafiek inconsistent zijn.
0 Als de snelheids- en versnellingsgrafieken ruis
vertonen, probeer de sterkte van de
ultrageluidreflectie vanaf het doelobject dan te
vergroten door de oppervlakte van het
doelobject te vergroten.
U kunt ervoor kiezen om uw leerlingen een groot
boek te laten vasthouden als ze voor de CBR 2™
lopen. Hierdoor worden betere grafieken
geproduceerd, omdat de beweging gladgestreken
wordt.
Te verwachten grafieken
Afstand vs. Tijd
Overeenkomende afstand vs. Tijd
Antwoorden op vragen
9. De helling van het gedeelte van de grafiek dat
correspondeert met de beweging is groter bij
het snellere experiment.
Resultaten zullen waarschijnlijk variëren tussen
groepen omdat ze met verschillende snelheden
lopen.
Naar de bewegingsdetector toe lopen levert een
negatieve helling op. Van de bewegingsdetector
af lopen levert een positieve helling op.
12. Merk op dat de helling dichtbij nul komt (of nul
is) bij stilstaan. De helling zou nul moeten zijn,
maar verwacht kleine variaties als gevolg van de
variatie in de verzamelde gegevens.