Вивчення руху тіла минулого вертикально горизонтально і під кутом до горизонту

РОБОТА

Фізичного

Практикуму

Тема: Вивчення руху тіла минулого вертикально, горизонтально і під кутом

до горизонту.

2001

Вивчення руху тіла кинутого вертикально, горизонтально і під кутом до горизонту.

Мета роботи: вивчити складний рух на прикладі руху тіла, кинутого горизонтально, вертикально, до горизонту.

Потрібне приладдя:

1) балістичний пістолет;

2) лінійка або стрілка з ціною поділки 1см/под чи 5 см/под;

3) штатив з хрестоподібною муфтою і затискачі;

4) дошка фанери;

5) довга смужка паперу.

Теоретичні відомості.

Рух тіла, кинутого із швидкістю V₀ під кутом до горизонту описується рівнянням.

де V_х – горизонтальна, а V_у – вертикальна складові швидкості. Траєкторія руху тіла парабола оскільки в найвищій точці (В) траєкторії V_у = 0, то рівняння (3) матиме вигляд 0 = . Отже, час піднімання тіла до точки (В) становить:

підставивши значення у рівняння (4) одержимо. Максимальну висоту тіла Н;

.

Якщо задана початкова швидкість V₀, то максимальне значення буде

при .

.

Через те, що в точці піднімання у = 0 рівняння (4) матиме вигляд:

Звідси можна визначити час польоту тіла.

Дальність польоту тіла дорівнює: .

Оскільки t₂=2t₁, що не важко помітити, то найбільшої висоти тіло досягне коли x = l/2. Дальність польоту l залежить від добутку при сталій швидкості V₀ із збільшенням кута значення синуса збільшується, а значення косинуса зменшується. При значенні кута 45⁰ добуток має

очевидно повинна існувати дана пара кутів причому . Оскільки , що можливо, коли останні рівності правильні, коли . Справді, коли . Отже l₁=l₂, якщо .

Вказівки до роботи.

1. укріпити пістолет на краю стола і встановити його під кутом 45⁰ до горизонту, зробити постріл. Змінюючи стиск пружини домогтися, щоб куля на протилежному краю стола.

2. закріпити на столі довгу смужку паперу, щоб кулька падала на стіл і на неї. Зверху поставити копіювальний папір.

3. визначити і записати характеристику засобів вимірювання, що використовувалися у роботі.

4. встановити пістолет під кутом 70⁰ до горизонту і зробити постріл.

5. виміряти дальність польоту l; H піднімання кулі для вимірювання встановити екран з прикріпленим до нього аркушем паперу на відстані1/2 l від точки кидання.

6. результати вимірювання , l; H. Записати в таблицю.

Примітка: вимірюючи l і H не обчислюючи випадкової похибки, значення теж абсолютної похибки вимірювання вважати рівним 3 см, , l; H. Виміряти один раз.

Похибкою вимірювання знехтувати. Аналогічні досліди виконання встановити під кутом 30⁰, 40⁰, 45⁰,50⁰,60⁰,70⁰ і 90⁰ до горизонту. Вимірюючи H при =90⁰ закріпити над балістичним пістолетом. Знімаючи висоту екрану над столом і повторюючи постріли, домагатися, щоб кулька доторкнулася до екрану.

Обробка результатів експериментів.

1. За результатами спільних вимірювань і l визначити, при яких кутах дальність польоту кульки була максимальною.

2. Порівняти дальність польоту при кутах 70⁰ і 20⁰, 30⁰ і 60⁰, 45⁰ і 50⁰. Зробити висновки.

3. Визначити швидкість, яку надає пружина кульці.

4. На основі результатів спільних вимірювань і H визначити, при яких значеннях висота піднімання кульки і порівняти його з результатами безпосереднього вимірювання.

Висновки: за результатами вимірювань досліду видно, що чим менший кут нахилу балістичного пістолету відносно горизонту, тим дальність польоту більша, а висота, піднімання кульки менша, і навпаки, коли кут нахилу більший то дальність польоту менша, а висота більша.