480 likes | 632 Views
Videoanalýza fyzikálních dějů. Oldřich Lepil Přírodovědecká fakulta UP Olomouc. Didaktické využití videoanalýzy. K vývoji metod analýzy obrazového záznamu Manuální videoanalýza programem EASYVID Zpracování výsledků videoanalýzy Automatická videoanalýza programem VIANA
E N D
Videoanalýza fyzikálních dějů Oldřich Lepil Přírodovědecká fakulta UP Olomouc
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
Grafická rekonstrukce dat získaných analýzou filmového záznamu šikmého vrhu
Program pro automatickou videoanalýzu mechanických pohybů - VIANA
Videoanalýza šikmého vrhu na příkladu vrhu koulí Parametrická rovnice šikmého vrhu
Příprava videozáznamu opakovaného odrazu míčku digitálním fotoaparátem SONY DSC-P92
Úkol:Vyznačte všechny síly, které působí na míček v jednotlivých 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 + dt v = sqrt(vx^2 + vy^2) Fx = –mkvvx Fy = –mkvvy – mg IF y < R THEN Fy = 0.1(R – y) END ax = Fx/m; ay=Fy/m vx = vx + axdt; vy = vy + aydt x = x + vxdt ; y = y + vydt IF y<R THEN IF vy<0 THEN vy= –RestKvy END END
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)
Grafy souřadnic x a y pohybu pružného míčku získané videoanalýzou pogramem VIANA
Mechanické oscilátory • Pružinový oscilátor s malým tlumením • Pružinový oscilátor s větším tlumením • Kyvadlo • Spřažená kyvadla • Chaotické kyvadlo • Složené kmitání
Záznam tlumeného kmitání zpracovaný programem MATEMATIKA 1.2
Složené kmitání pružinového oscilátoru Data z videoanalýzy zpracovaná programem FAMULUS
Dynamický model složeného kmitání mechanického oscilátoru r=sqrt(x^2+y^2); v=sqrt(vx^2+vy^2) IF r>l THEN ax=-K*(r-l)/r*x-L*v*vx; ay=-g-K*(r-l)/r*y-L*v*vy ELSE ax=-L*v*vx; ay=-g-L*v*vy END vx=vx+ax*h; vy=vy+ay*h x=x+vx*h; y=y+vy*h t=t+h IF t=50 THEN STOP END
Informační zdroje k videoanalýze na webu • http://www.bastgen.de/schule/physik/physik.htm (EASYVID) • http://didaktik.physik.uni-essen.de/viana • http://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/