Material: Contrapés, suports de fusta, fils de pescar, targeta ESP32/Wemos:D1_R32, LDR i punter làser KY-008, resistència de 10K, i cables .
Muntatge :
Esquema elèctric:
Pràctiques STEM amb MicroPython
5.9.1 Pràctica: Mesura de la gravetat en la superfície terrestre amb un pèndol simple (Punter Laser + LDR)
Una mica d'història i de Física:
La gravetat és un fenomen natural pel qual totes les cossos amb massa o energia, inclosos els planetes, les estrelles, les galàxies i fins i tot la llum, es mouen cap a un a l'altre cos. A la Terra, la gravetat dóna p.jpg "Sir Issac Newton")
es als objectes físics i la gravetat de la Lluna provoca les marees oceàniques.
En 1687 sir Issac Newton publica el Principia on explica l'atracció entre els cossos causada per la gravetat.
1 ) Anem a estudiar el moviment del pèndul simplei la llei llei física que el regeix, per fer això cal construir un pèndul simple de longitud variable, afegir una targeta ESP32/Wemos, i sensors per detectar el pas del contrapés del pendol. Cal estudiar la dependència del període en funció de la longitud del pèndul variant la longitud el pèndul i mesurant el període en cada cas.
Volem a arribar a comprovar la llei del pendul simple 
però ho farem amb dades tretes de la forma 
.
2 ) Anem a mesurar les oscil·lacions completes a l’anar i tornar del pèndol de longitud «L». Agafarem com període «T l » per a una longitud «L», on cada mesura del període la obtindrem amb la mitjana de 20 oscil·lacions completes. Per això cal fer càlculs amb els valor parells dels 40 temps ja que el sensor està en la part inferior central del recorregut i fins que no va i torna per la meitat del recorregut no tenim mesurat un període complet com mostra el dibuix adjunt .
El programa inicial per calibrar el valor del feix de llum llegit és aquest:
Si l'executes FeixDeLlumLaser (zip - 686 B) veuràs que quan el feix no està tallat el valor analògic varia entre 3000 i 4095 mentre quan està tallat varia entre 0 i 50.
Mira aquestes dues imatges amb el valor del tall al terminal.
Galeria d'imatges amb un feix tallat i l'altre sense tallar
A continuació cal que utilitzes aquest programa:
El programa PendolLaser (zip - 1190 B) mira el valor de la lectura analògica i si és menor que 1500 emmagatzema el temps de tall llegit en mil·lisegons a la variable t1-stop, la sostrau al valor inicial de t1-start que hem inicialitzat al començar el programa.
Després emmagatzema els semiperíodes en la llista «t», i augmenta el valor del comptador de talls «C», quan aquest arriba a 39, en realitat ha arribat al valor 40 ja que el primer valor de la llista/matriu es posa a l’index 0.
La targeta ESP32 / Wemos es tan ràpida que detecta el tall de llum varies vagades per a cada pas del pendol. Això és un problema per mesurar el semiperiode, per resoldre'l usem la variable «pasLlum» que és lògica i sols es certa en la premera detecció de feix tallat, quan es detecta el feix no tallat torna a valdre True i permet que el condicional lògic programat detecte sols un tall per viatge del pendol.
En arribar a aquest valor el programa calcula la gravetat. Mira la foto següent :
Quan el programa ha usat els 40 segons per mostrar a la pantalla el valor de g es reinicialitza la llista «t» on desem el semiperíodes, el comptador «C» de semioscil·lacions, el temps inicial «t1-start», i la variable «pasLlum» torna a ser True, per poder fer nous assajos amb el pendul sense haver de reiniciar el programa.
Recorda que el angle alfa quan alliberes el pendol ha de ser 10º i que cal alliberar el pendol perpendicularment a la direcció del feix làser.
Ara recordar que Newton quan va escriure els Principia ni somiava tindre la Tecnologia que tenen els alumnes a les seues mans, i que el valor que va donar per a la gravetat no era tan exacte com el que tenim hui en dia, cal doncs traure un mitjana de g més exacta. Per fer això traurem la mitjana de g per a 10 valors amb L1= 0,385
g1 , g2 , g3, g4, g5, g6, g7, g8, g9, i g10
A continuació afegirem una travessera horitzontal al pendol que ens permetrà modificar L per que tinga el valor L2 , i traurem 10 valors més per a L2
g11 , g22 , g13, g14, g15, g16, g17, g18, g19, i g20
Canviarem la travessera de lloc i mesurem L3 i traurem 10 valors més per a L3
g21 , g22 , g23, g24, g25, g26, g27, g28, g29, i g30
Amb 30 valors de g ja pots traure una mitjana molt millor que la que va obtindre Newton l’any 1687.
Llicenciat sota la Llicència Creative Commons Reconeixement CompartirIgual 4.0