Лабораторная работа «Исследование движения тела под действием постоянной силы» Цель работы:1) доказать, что движение тела- равноускоренное;
2) вычислить ускорение движения.
Оборудование: штатив, направляющая рейка, каретка, секундомер с двумя датчиками.
Схема установки:
На тело действуют 3 силы. Если геометрическая сумма сил больше нуля, тело движется с ускорением.
Согласно второму закону Ньютона
Ход работы:
1. Установить направляющую рейку при штатива под углом 300 ( h=22 см).
2. К секундомеру подключить датчики. Один датчик установить на расстоянии 6 см от начала рейки. Второй- датчик будет устанавливаться на расстоянии 25см, 30см, 35см.
3. Каретку устанавливаем на направляющую рейку так, чтобы магнит располагался на расстоянии менее 1 см от первого датчика.
4. Отпустить каретку и определить время движения каретки между датчиками. Опыт повторить 3 раза. Результаты измерений записать в таблицу.
Таблица
№ серии
S, м
t., c
tср., c
a, м/с2
aср., м/с2
, м/с2
0,25
t1= t2= t3=
0,30
t1= t2= t3=
0,35
t1= t2= t3=
Обработка результатов:
1. При движении с ускорением, (если v0=0 )
Должно выполняться соотношение
Проверьте выполнение этого равенства. Сделайте вывод.
2. По результатам опытов вычислите ускорение:
;
Результаты занесите в таблицу.
3. Вычислите максимальную относительную погрешность:
4.Вычислите абсолютную погрешность:
5. Сделайте вывод.
Сегодня мы будем проводить лабораторную работу по исследованию движения тела под действием постоянной силы. Цель данной работы состоит в доказательстве того, что движение тела является равноускоренным, а также в вычислении ускорения движения.
Для проведения данной работы нам понадобится следующее оборудование: штатив, направляющая рейка, каретка и секундомер с двумя датчиками. Схема установки представлена на рисунке.
На тело, которое мы будем изучать, действуют 3 силы. Если геометрическая сумма этих сил больше нуля, то тело будет двигаться с ускорением. Это соответствует второму закону Ньютона.
Прежде чем начать проведение опыта, мы должны установить направляющую рейку под углом 30 градусов, высотой 22 см. Далее, мы подключаем датчики к секундомеру. Один датчик будет установлен на расстоянии 6 см от начала рейки, а второй датчик будет перемещаться на расстояниях 25 см, 30 см и 35 см от начала рейки.
Каретку мы размещаем на направляющей рейке так, чтобы магнит на ней находился на расстоянии менее 1 см от первого датчика. Затем мы отпускаем каретку и определяем время ее движения между датчиками. Опыт необходимо повторить 3 раза. Результаты измерений записываем в таблицу.
Таблица состоит из следующих столбцов: Номер серии, пройденное расстояние S (в метрах), время движения t (в секундах), среднее время tср (в секундах), ускорение a (в метрах в секунду в квадрате) и среднее ускорение aср (в метрах в секунду в квадрате).
После того, как мы убедились в том, что движение тела является ускоренным, мы переходим к обработке результатов. Сначала мы проверяем выполнение соотношения для движения с ускорением при начальной скорости равной нулю (v0=0). Если данное соотношение выполняется, мы делаем вывод об ускорении.
Затем мы вычисляем ускорение по результатам опытов. Для этого необходимо воспользоваться формулой a = 2S / (tср^2), где S - пройденное расстояние, а tср - среднее время движения.
Результаты вычислений заносим в таблицу.
Далее мы вычисляем максимальную относительную погрешность, используя формулу: (|a - aср| / aср) x 100%. Результат записываем в таблицу.
Последним шагом является вычисление абсолютной погрешности по формуле: |a - aср|. Результат также заносим в таблицу.
И, наконец, мы делаем выводы на основе полученных результатов.
Как видите, в данной работе мы проводим опыт, собираем данные, анализируем их и делаем выводы на основе проведенных измерений и вычислений. Такой подход позволяет нам не только узнать, что движение тела является равноускоренным, но и определить его ускорение с высокой точностью.
Надеюсь, что данное объяснение помогло вам понять ход работы и принципы проведения данного эксперимента. Если у вас возникнут вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их. Всегда готов помочь!