Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Lassított, ill. stroboszkópikus digitális videofelvételek, gyors jelenségek tanulmányozásában

 

Fizika szakkörünkben, és tanóráinkon is sikerrel alkalmazzuk gyorsan zajló jelenségek, kísérletek és sportolók mozgásának elemzésére a speciális videofelvételeket. Módszerünk lényege, hogy filmszerkesztő programmal a folyamatok lelassíthatók, ill. századmásodperc pontossággal nyomon követhetők, így azokból jó közelítéssel gyorsulási, sebesség, és dinamikai adatok számíthatók.

Tapasztalataink alapján több témakörben is eredményesen alkalmazhatjuk e módszert, ami segít a jelenségek, folyamatok tanulmányozásában és mennyiségi elemzésében. E sajátos vizsgálatok nagyban hozzájárulhatnak a digitális technikában való jártasság fejlesztéséhez, és az ismeretszerzés hatékonyságának javításában.

Módszerünk elsősorban a hetedik és nyolcadik évfolyam számára hasznos, mivel felvételeink főleg a fizika tantárgyban tanultakra épülnek.

  

Módszerünk ismertetése:

  

Szokványos fizika órai munka keretében a kiválasztott kísérletről videofelvételt készítünk. Figyelni kell arra, hogy megfelelő lépték ill. méretadatokat tartalmazzon a felvétel, valamint a háttér megfelelő tónusú és kontrasztú legyen. A felvételt követően a tanóra, szokásos módon folytatódhat.

 

Szakköri munka során a jelenet érdemi részét, filmszerkesztő programmal az informatika teremben az általunk választott mértékben lelassítjuk. Az általunk használt kamerák 25 kép/s (25 fps) sebességgel dolgoznak, így egy-egy mozzanat a lassításon 0,04 s időtartamot jelent. Az ily módon lelassított film stroboszkópikusan jelenik meg, ami egyszerűbbé teszi a folyamat metrikus elemzését.
A felvételeken a témától és célunktól függően méréseket, megfigyeléseket végezhetünk, vagy egyszerűen megfigyelhetővé tesszük az egyébként követhetetlenül gyors jelenség lefolyását.

 

A sebesség mérése technikailag a következőképpen oldható meg:

A háttérben levő skála előtt mozgó tárgy pozícióját minden mozzanatban (pillanatnyi megálláskor) feljegyezzük, és ismerve a mozzanatok időközét
(0,04 s), a sebességet pontonként kiszámoljuk. (A lassítás mértékétől függően egy-egy mozzanat 2-3 másodpercig tart, ezalatt a tárgy helyzetét a skálán le tudjuk olvasni).

 

A feldolgozott felvételek archiválása biztosítja, hogy azokat a későbbiekben tetszés szerinti órákon, foglalkozásokon megtekinthessük és tanulmányozhassuk. A felvételek, mivel rövid időtartamúak, csupán néhány megabájt méretűek, így könnyen tárolhatók, ill. továbbíthatók.

 

Az elkészült lassított felvétel alapján a megfigyelések és mérések történhetnek:

  •  Az informatika teremben
  •  Kivetítővel a tanítási órákon (az archivált felvételek lejátszásával)
  •  Szakköri foglalkozásokon
  •  A diákok otthoni számítógépein
  •  Képsorozattá transzformált fotók elemzésével

Technikai feltételek:

  •  Digitális videokamera, vagy video készítésére alkalmas digitális fényképezőgép
  •  Számítógépes háttér, filmszerkesztő programmal
  •  Projector, tantermi bemutatókhoz

 

Eddigi alkalmazásaink során például, az alábbi folyamatok kinetikai és dinamikai jellemzőit mértük:

 

o   Szabadon eső golyó sebességváltozása

o   Fonálinga mozgása, sebességváltozása

o   Vízrakéta sebesség- és gyorsulásviszonyai

o   Lejtőn gyorsuló kocsi

o   Lufirakéta mozgása

o   Magas- és távolugrás

o   Súlylökés folyamatának metrikus elemzése

o   Sprintelő startja

o   Kézilabda eldobása

o   Medicinlabda dobása

  

Az alábbiakban néhány konkrét kísérlet tapasztalatait mutatjuk be.

 Szabadesés elemzése

 A függőleges méterskála előtt elejtett golyó a galériában levő fényképen látható mozzanatokban képeződött le. (A folyamatot 32-szeres lassítással elemeztük). A fényképen a golyó pozícióit felrajzolva jelenítettük meg, ami nagyban hasonlít a videofelvételen nyomon követhető folyamatra.