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.
Уві
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
| N далі | SІ М |
t сек |
V М/с |
а М/сек |
t2 Сек2 |
S |
| 1 | 0.4 | |||||
| 2 | 0.8 | |||||
| 3 | 1.2 | |||||
| 4 | 1.6 |
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?