Знаете ли вы, что ваш телефон, особенно если это современная модель, полон маленьких инструментов, которые вы можете использовать для выполнения некоторых простых экспериментов?
Многие из этих крошечных инструментов используются основным программным обеспечением телефона и сторонними приложениями в качестве сборщиков данных, чтобы помочь с некоторыми функциями, такими как GPS и т. д.
Например, большинство из них теперь можно использовать для измерения:
- Ускорения;
- Магнитные поля;
- Звука;
- Геопространственного местоположения;
- Атмосферного давления.
Разве это не интересно?
Конечно, вам также понадобятся специальные приложения, чтобы «раскрыть» внутренний потенциал вашего телефона. Отличный пример именно такого приложения - Phyphox. Вы можете найти это приложение в Android Market.
Однако, если в вашем телефоне отсутствует какой-либо датчик (например, барометр), некоторые эксперименты / функции будут помечены как недоступные.
Эксперимент № 1. Измерение продолжительности свободного падения
Этот интересный эксперимент позволит измерить продолжительность свободного падения с помощью вашего смартфона.
Если вы загрузили приложение, этот эксперимент требует использования функции «Акустический секундомер». Этот эксперимент определит время между двумя громкими акустическими событиями.
Вам нужно будет ввести несколько параметров, прежде чем начать. Прежде всего, установите пороговое значение, чтобы вы могли настроить триггерный шум, который громче, чем уровни окружающего шума.
Как вы можете себе представить, это потребует некоторых проб и ошибок, поэтому продолжайте изменять значение, пока окружающий шум не запустит секундомер.
Существует также еще один параметр для установки - минимальная задержка. Поскольку любой шум имеет тенденцию иметь продолжительность, это препятствует тому, чтобы одно и то же «звуковое событие» несколько раз останавливало и запускало таймер и портило ваш эксперимент.
Как вы понимаете, задержка всегда должна быть меньше, чем общее время свободного падения.
Простой эксперимент - это использовать какой-то объект, который нужно уронить, например, ручку, и линейку (лучше металлическая). Теперь положите линейку и ручку на краю плоской поверхности, например, стола.
С активированным акустическим секундомером ударьте линейку по краю, чтобы ручка упал с линейки на пол. Секундомер должен срабатывать, когда линейка «звонит» от удара, и останавливаться, когда микрофон вашего телефона обнаруживает воздействие ручки на пол. Это и будет временем свободного падения предмета.
Повторяя это несколько раз на разных высотах, вы увидите, что время должно быть квадратным корнем, в 2 раза превышающим высоту падения, деленную на гравитационное ускорение к Земле, равное 9,81 м / с 2 .
Эксперимент 2. Измерьте скорость движения лифта
Phyphox и другие приложения похожие приложения позволяют измерять скорость лифта - если вы когда-нибудь задумывались об этом, конечно.
Как вы можете себе представить, вам понадобится лифт для проведения этого эксперимента, но кроме этого, все, что вам нужно, это ваш телефон и приложение в руке. Однако есть одна загвоздка.
Ваш телефон должен быть оснащен барометром. Если вы не уверены, что в вашем телефоне есть этот встроенный компонент, приложение вскоре сообщит вам об этом, когда вы попытаетесь активировать эксперимент «Лифт» в меню приложения Phyphox.
Если у вас есть барометр, тогда отлично. Чтобы запустить этот эксперимент, включите приложение и выберите эксперимент с лифтом в меню.
Затем положите свой телефон на пол лифта, затем выберите этаж, на который вы хотите отправиться. Для достижения наилучших результатов, вам нужен как минимум 3 этаж.
Затем приложение регистрирует изменения атмосферного давления при подъеме или опускании подъемного механизма в шахте подъемного устройства. Используя барометрическую формулу, приложение может определять расстояние перемещения, вертикальную скорость и записывать ускорение подъема с помощью акселерометра вашего телефона.
Вы можете приспособить эксперимент практически ко всему, что может переносить ваш телефон. Если у вас достаточно сильный дрон, такой как квадрокоптер, вы можете выполнить тот же эксперимент и на этом устройстве.
Эксперимент 3. Измерение скорости звука
Это один из самых простых экспериментов, который вы можете провести на своем смартфоне. Как и следовало ожидать, перед выполнением его на вашем устройстве должно быть установлено приложение для записи данных, например Phyphox.
Вам понадобятся два телефона с установленным приложением, и рулетка, чтобы установить два телефона на определенном расстоянии друг от друга.
Откройте приложения на обоих телефонах (с одинаковыми настройками) и разместите их на определенном расстоянии друг от друга. Включите "Акустический секундомер". Как и в случае с другими акустическими экспериментами, вам нужно поиграться с пороговыми значениями, чтобы убедиться, что окружающий шум устранен.
Теперь все, что вам нужно сделать, это хлопyть рядом с одним из телефонов.
Затем попросите коллегу (или пройдитесь сами между двумя телефонами очень тихо) и хлопните рядом со вторым телефоном. Первый хлопок почти мгновенно активирует ближайший к вам секундомер приложения и запускает второй телефон чуть позже.
Когда вы хлопаете рядом со вторым телефоном, секундомер немедленно останавливается на втором телефоне и после небольшой задержки звук передается на другой телефон.
Скорость звука должна быть «легко» найдена с помощью формулы:
v = 2 x d / (Δt)
Здесь:
- v = скорость звука;
- d = расстояние между телефонами;
- Δt = разница во времени между результатами двух телефонов ( Δt = Δt1 - Δt2).
Конечно, учитывая относительно простую настройку, вы, вероятно, получите различные результаты в зависимости от температуры воздуха и других переменных. Принятое значение скорости звука должно составлять около 343 м / с при 21 градусе Цельсия.
Это видео, которое иллюстрирует этот эксперимент:
