Вивчення прямолінійного рівноприскореного руху

ВИВЧЕННЯ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОПРИСКОРЕНОГО РУХУ.

Мета роботи: Дослідним шляхом дослідити відношення між пройденим шляхом і часом затраченим на його проходження.

Обладнання:

• -.прилад з механіки прямолінійного руху.

• -.електронний секундомір

• -.лабораторний блок живлення ВУ-4.

• -.сантиметрова стрічка.

• -.лабораторний штатив — 2 шт.

• -.стальна кулька.

• -.з'єднувальні проводи.

Зміст і метод виконання роботи.

Повторити: фізика 9 п. 10−12,38.

В даній роботі експериментально перевіряють залежність швидкості і прискорення на заданій ділянці шляху для прямолінійного рівноприскореного руху при умові, що початкова швидкість тіла = 0.

Ці залежності, як відомо, записують так:

V=at (1).

S= $$\frac{{\text{at}}^2}{2}$$ (2).

де V — модуль миттєвої невидкості в кінці руху S.

а — модуль прискорення тіла.

S — модуль переміщення тіла.

t — час руху тіла.

Для перевірки правильності виконання роботи скористаємось формулою закону шляхів, коли для кожної пари значень S і t повинно виконуватись співвідношення: $$\frac{S_2}{S_1}$$ = $$\frac{t_{2^2}}{t_{1^2}}$$ (3).

Пристрій, на якому виконують дану роботу складається з алюмінієвого кутника з кріпленням в лабораторному штативі. На одному кінці кутника закріпити електромагніт з клемами і пружиною, які потрібні для стримування стальної кульки на початку руху.

Обмотка електромагніту живиться від джерела струму ВУ-4.

Вихідне положення: Кутник пристрою закріплений лапкою в муфті штативу. Електрична схема для живлення електромагніту:

ЕМП

ВУ-4 ЕМ.

ПТ Позначення: ЕМП — електромагніт пусковий ТП — тумблер — перемикач Для того, щоб зібрати схему живлення електромагніту потрібно:

1. 1.Одну зі клем джерела живлення з'єднати провідником з клемою обмотки електромагніту.

2. 2.Другу клему джерела живлення з'єднати провідником з одною клемою на тумблері-перемикачу (ТП) позначень ЕМ.

3. 3.Другу клему, позначені ЕМ з'єднати провідником з вільною клемою на електромагніті.

4. 4.Включити блок живлення ВУ-4 в розетку на 36 В і ввімкненням — вимкненням ричажка тумблера — вимикача перевірити роботу електромагніта по утриманню стальної кульки.

Для вимірювання часу переміщення кульки по кутнику служить електронний секундомір з контактним датчиком.

Контактний датчик (КД) закріплений на стержні з допомогою якого він закріпиться на задній висоті в муфті лабораторного штативу. Контактний датчик має добре замкнути контакти, які розмикаються коли стальна кулька рухаючись по кутнику вдаряє по ричажку датчика, ланцюг секундоміра розмикається, і секундомір закінчує відлік часу.

Електрична схема для вимірювання часу:

" Пуск"

КД ТП Позначення: ЕС: — електронний секундомір.

КД — датчик контактний.

ТП — тумблер-перемикач

Для збирання електричної схеми вимірювання часу необхідно:

1. 1.Одну з клем секундоміру, позначену «Nх0,1» сполучити шнуром який йде до контактного датчика.

2. 2.Другий провід від контактного датчика сполучити з клемою «Пуск на тумблері - перемикачу.

3. 3.Вільну клему «Пуск» на тумблері-перемикачі сполучити проводом з вільною клемою «Nх0,1», на електронному секундомірі.

4. 4.Увімкнути секундомір і підготувати його до роботи згідно інструкції по експлуатації.

• -.перевірити, щоб датчик часу (контактний датчик) був замкнутий (прапорець лежить вниз вздовж корпусу датчика).

• -.Увімкнути ричажок тумблера перемикача в положення «Пуск», секундомір має почати відлік часу.

Виконання роботи

1. 1.Збирають установку для викона6нян роботи, для чого:

а) встановлюють алюмінієвий куток установки в муфті штативу так, щоб верхній кінець кутника піднявся на 1015 см над столом;

б) збирають електричні схеми живлення електромагніту заміру часу згідно пунктів даної інструкції.

2.Встановлюють датчик часу на відстані S = 40 см від торця електромагніта.

Прапорець датчика опущений чітко вниз і знаходиться над позначкою S = 40 см.

1. 3.Підготовлюють до роботи секундомір (дві зелені крапки, на таблі секундоміра мають мерехтіти).

2. 4.Включають тумблер — перемикач в положення «ЕМ» і проводять стальну кульку до торця електромагніта (кулька тримається електромагнітом).

3. 5.Перемикають ричажок тумблераперемикача положення «Пуск». Секундомір починає відлік часу. Тоді коли кулька буде біля прапорця датчика часу, він вибиває прапорець з контактів, електроланцюг розмикаються і секундомір зупиняється.

4. 6.Зняти показники часу t і записати їх на папірець.

5. 7.Виконати пункти 2−6 три рази записувати показники часу t.

6. 8.Знайти середньоарифметичне з 3-х показників часу.

T= $$\frac{t_1+t_2+t_3}{3}$$.

і записати його в таблицю 1 даної роботи.

S1=0,4 М t1=сек.

1. 9.Виконати пункти 2−8, встановлюючи відстань S=80 см 120 см 160 см.

Таблиця 1

10.Знайти для кожного досліду значення швидкості і прискорення.

V=at a = $$\frac{2S}{t^2}$$.

1. 1.Порівнюючи миттєві швидкості в кінці кожного відділу шляху робимо висновок, що з збільшенням відстані S збільшується, і швидкість, значить рух прискорений.

2. 2.Порівнюючи значення прискорення в кожному досліді робимо висновок, що … (дописати висновок).

11. Перевіряємо для кожної пари значень S і t залежність.

$$\frac{S_2}{S_1}=\frac{t_2}{t_1}$$.

і отримані результати записуємо в таблицю 2.

Таблиця 2

Висновок: При рівноприскореному прямолінійному русу співвідношення двох різних значень пройденого шляху… співвідношення квадратів часу, витраченого на проходження шляхів.

Контрольні запитання.

1. 1.Поясніть, чому в цих дослідах прискорення стало постійною величиною (див. п. 38 Фізика 9).

2. 2.Що треба зробити з нахилом кутника, щоб прискорення збільшилося (зменшилося?).

3. 3.Чому швидкість в кінці кожного відділку шляху називається миттєвою?