擅闯Phyphox后花园学写滚动摩擦源代码

1 引言

近日一直在思考运用Phyphox测量物体运动速度的方法，因为利用加速度积分求速度实在是不靠谱。一个偶然的机会里，微主在把玩Phyphox内置案例的时候，忽然看到滚动案例，于是就在这个滚动案例的基础上进行修改完善，把它改造成了滚动位移、滚动速度、滚动加速度和滚动摩擦因数的测量工具。

2 程序编写

把手机塞进一个圆形的容器内，让圆形的容器在地面上滚动，Phyphox就会记录下圆形容器每时每刻的角速度，角速度乘以容器半径就得到了滚动速度，对滚动速度积分就得到了滚动位移，测量速度曲线的斜率就得到了滚动加速度，再利用牛顿第二定律就得到了滚动摩擦因数。

程序编写

3 实验效果

首先测量圆形容器的直径，然后将搭载Phyphox的手机放入容器内，固定稳妥，最后让容器在水平地面上滚动，Phyphox就会自动记录下所需要的数据。

数据采集

分析滚动加速度

由于手机的重心很难与容器的重心做到完全重合，所以容器在滚动过程中的速度并不是线性减小的，而是存在一个周期性波动。

在这种情况下，可以选取两个合适的数据点，使两者的连线可以描述整体变化的趋势。

计算滚动摩擦因数

将测得的滚动加速度的平均值录入Phyphox，Phyphox就自动测算出了容器与地面之间的滚动摩擦因数。

4 心得

Phyphox中的积分函数的输出值并不是真实意义上的积分，它是每经一个采样间隔把被积物理量累加一次，所以其输出的积分结果需要除以采样频率，才能得到实际的积分结果。

Phyphox中的求导函数的输出值并不是真实意义上的导数，它是每经一个采样间隔把被积物理量作差一次，所以其输出的积分结果需要乘以采样频率，才能得到实际的求导结果。

| 创客焦作 | 

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