«Интерактивная лаборатория учителя по динамике вращательного движения» предназначен для проведения демонстрационных экспериментов и численного моделирования по изучению вращательного движения. Интерактивная лаборатория позволяет выполнить 10 опытов по вращательному и колебательному движениям, инерциальным системам отсчета, центростремительному ускорению, вращению твердого тела с постоянным ускорением, а также провести расчетное моделирование поведения жидкости во вращающемся сосуде. В состав набора входит:

- Узел привода с электродвигателем и массивным основанием на регулируемых опорах

- Цифровой датчик угловой скорости.

- Рама из алюминиевого профиля размером 460х305мм

- Подвес с грузом 0.2 кг  длиной 225 мм (2 шт.).

- Подвес с грузом 0.4 кг длиной 225 мм

- Сигнальное устройство

- Ловушка для шаров радиусом 200 мм

- Шар стальной (3 шт.).

- Шар с нитью и держателем.

- Кювета с фиксаторами.

- Трубка изогнутая с воронкой

- Пружина с фиксатором.

- Скоба из проволоки (3 шт.).

- Блок неподвижный на угловом кронштейне диаметр — 50 мм

- Нить 1.5 м.

- Груз весом 0.1 кг (2 шт.).

- Динамометр 5 Н

- Флеш-накопитель с ПО проведения эксперимента

- Флеш-накопитель с ПО моделирования

Цифровой датчик угловой скорости (числа оборотов) предназначен для регистрации угловой скорости вращения рамы с установленным на ней оборудованием для проведения экспериментов. Цифровой датчик угловой скорости имеет корпус из ударопрочного пластика П-образной формы. В датчике соосно установлены фотодиод и светодиод с малым конусом излучения и рабочей длиной волны 900 нм. На оси вращения рамы установлен диск с секторами, которые при вращении перекрывают луч светодиода. Количество секторов прерывателя — 20. Диапазон измеряемых угловых скоростей: 0.3 —25 рад/с (0.05 –4 об/с). Погрешность измерений — 5%. Датчик имеет кабель с USB-разъемом на конце для подключения к компьютеру.

Узел привода обеспечивает вращение рамы с частотой от 0,25 до 3,3 об/с. Узел привода монтируется на массивное основание весом 4 кг с регулируемыми опорами. Электродвигатель привода питается от регулируемого источника постоянного тока. Напряжение питания 15В, потребляемый ток 800 мА. 

Программное обеспечение проведения эксперимента обеспечивает: выбор единицы измерения (угловая скорость — рад/с или частота вращения — об/с), выбор интервала времени между последовательно получаемыми значениями измеряемого параметра, а также представление данных на мониторе в виде зависимости угловой скорости (частоты вращения) от времени.

Программное обеспечение позволяет работать с интерактивной доской и интерактивной панелью (управлять кнопками интерфейса, увеличивать зоны внутри окна, перетаскивать числовые значения из окна в окно и т. п. )

Программное обеспечение проведения эксперимента содержит сценарии экспериментов включающие в себя оптимальные настройки используемых датчиков для проведения эксперимента. Кроме того, один сценарий позволяет работать с программой моделирования поведения жидкости во вращающемся сосуде.

Сценарии позволяют выполнить все этапы научного исследования явления: демонстрировать качественные закономерности наблюдаемого явления (быстрее – медленнее, растет-убывает-не зависит), проводить количественные исследования с измерением величин.

Окна сценария при проведении эксперимента содержат:

• графика сигнала поступающего от датчика.

• окна обработки полученных данных (вкладками для формирования таблиц, построения графиков на основе сформированных таблиц)

• окна, содержащего текущее показание датчика

Окно регистрации имеет механизм изменения масштаба, механизм прокрутки, механизм вертикальных (одинарных и двойных) маркеров для измерения показаний датчиков в интересующий момент времени и интервалов времени между двумя состояниями датчиков. Для удобства демонстрации в окне регистрации есть возможность установки неограниченного числа маркеров. Программное обеспечение позволяет удалять установленные маркеры

Окно обработки данных предусматривает:

• Одну или несколько таблиц для обработки данных, полученных от датчиков, занесение экспериментальных данных в таблицу методом drag-n-drop;

• заполнение столбцов данными, перетаскиваемыми из окна регистрации

• нанесение на график точек, связанных с определенной строкой таблицы

• стирать строки таблицы

• увеличивать изображение чисел и букв в ячейках таблицы

• возможность экспорта таблицы во внешний файл и рассылки ее по локальной сети для дальнейшей обработки

В окне с Графиком сценарии позволяют:

• наносить точки на один график или несколько графиков при оптимальном выборе масштаба,

• аппроксимировать получаемые зависимости графиками аналитических функций из имеющегося набора (10 шт) 

• подбирать «наилучший» график выбранного типа функций методом наименьших квадратов

• совмещать график подобранной функции с экспериментальной зависимостью на одной координатной сетке

• выводить уравнение подобранной функции на экран

Программное обеспечение позволяет вывести в отдельное окно изображение с видеокамеры, подключенной к персональному компьютеру, для детального рассмотрения на интерактивной доске, интерактивной панели или экране ПК отдельных элементов, используемых при проведении эксперимента.

Программное обеспечение для моделирования поведения жидкости во вращающемся сосуде позволяет задавать размеры (высоту и радиус) вращающегося сосуда, количество налитой жидкости, угловую скорость вращения. Результаты расчета представляются графически в виде сечения поверхности жидкости плоскостью, проходящей через ось вращения, а также в виде 3D-анимации, показывающей изменение формы поверхности жидкости при уменьшении или увеличении частоты вращения. Координаты точек на графике определяются и показываются при установке в эту точку маркера. Программа может формировать таблицу результатов, которая может вставляться в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными.

Программное обеспечение работает под управлением операционных систем семейства Windows.

Методическое руководство содержит указания по выполнению 10 экспериментов на собираемых установках и одного численного эксперимента по моделированию вращения жидкости. Описание опытов сопровождается фотографией установки и скриншотами программного обеспечения, показывающими, какие результаты учитель получит в ходе демонстрации. Методичка отпечатана на бумаге плотностью 80 гр./м2, форматом А4, печать двусторонняя, красочность 4+4 (полноцвет).