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=(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: = (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:

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

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

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

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:

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

Другий провід від контактного датчика сполучити з клемою “Пуск на тумблері – перемикачу.

Вільну клему “Пуск” на тумблері-перемикачі сполучити проводом з вільною клемою “Nх0,1”, на електронному секундомірі.

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

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.

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

Включають тумблер – перемикач в положення “ЕМ” і проводять стальну кульку до торця електромагніта (кулька тримається електромагнітом).

Перемикають ричажок тумблера –перемикача положення ”Пуск”. Секундомір починає відлік часу. Тоді коли кулька буде біля прапорця датчика часу, він вибиває прапорець з контактів, електроланцюг розмикаються і секундомір зупиняється.

Зняти показники часу t і записати їх на папірець.

Виконати пункти 2-6 три рази записувати показники часу t.

Знайти середньоарифметичне з 3-х показників часу

T=

і записати його в таблицю 1 даної роботи.

S1=0,4 М t1=сек.

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 =

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

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

11. Перевіряємо для кожної пари значень S і t залежність

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.

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

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

Чому швидкість в кінці кожного відділку шляху називається миттєвою?