Физика. Информатика. Портфолио.

Лабораторная работа № 

Тема: Измерение ускорения движения тела.

Цель работы: состоит в том, чтобы определить величину ускорения, с которым тело соскальзывает с наклонной плоскости, и доказать, что оно при этом движется равноускоренно.

Оборудование:

• прибор для изучения прямолинейного движения;
• штатив с муфтой и перекладиной.

Указания к работе

При равноускоренном движении тела по прямой линии перемещение, которое оно совершает, ускорение, начальная скорость и время движения связаны соотношением s = V₀t + at²/2 (1) Если тело начинает движение из состояния покоя, то есть его начальная скорость равна нулю, то его перемещение будет изменяться со временем по закону: s = at²/2 (2). Этим уравнением удобно воспользоваться для определения ускорения движения тела. Из формулы (2) следует, что a = 2s/t² (3). Cледовательно, для того, чтобы узнать ускорение тела достаточно измерить его перемещение s и время движения t, за которое оно произошло.

Если перемещение тела из состояния покоя и время, затраченное на него, измерить на разных участках траектории, а затем для каждого участка по формуле (2) вычислить ускорение, и при этом окажется, что значения ускорений на всех участках совпадают, то можно утверждать, что тело двигалось с постоянным ускорением, то есть равноускоренно.

В данной работе ускорение измеряют с помощью прибора для изучения прямолинейного движения. При этом рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий.

1. Направляющую рейки, по которой будет соскальзывать каретка, с помощью штатива закрепляют наклонно, так чтобы её верхний край находился бы на высоте 18-20см от поверхности стола. Под нижний край подкладывают пластиковый коврик. Каретку удерживают на направляющей в крайнем верхнем положении. Выступ каретки с магнитом должен быть обращен в сторону датчиков секундомера. Первый датчик устанавливают на направляющей рейке вблизи магнита каретки. Его положение следует отрегулировать особенно тщательно, так, чтобы секундомер начинал работу, как только каретка придёт в движение. Второй датчик располагают на удалении 20-25см от первого.

2. По шкале прибора измеряют и записывают значение перемещения - S₁, которое каретка совершит, двигаясь между датчиками.

3. Отпускают каретку и определяют время её движения между датчиками - t₁.

4. Повторяют опыт 6-7 раз при неизменном расстоянии между датчиками и определяют среднее время движения на первом участке t_1ср.

5. Вычисляют ускорение каретки на этом участке: a₁ = 2s₁/t_1ср²

6. Увеличивают на 5см расстояние между датчиками и измеряют значение перемещения S₂.

7. Проводят 6-7 пусков каретки, всякий раз определяя время её движения между датчиками - t₂, и вычисляют его среднее значение - t_2ср

8. Определяют ускорение каретки на втором участке траектории - а₂.

9. Ещё раз увеличивают расстояние между датчиками на 5см, повторяют все измерения и определяют величину а₃.

10. Сравнивая значения ускорений a₁, a₂ и а₃, делают вывод о том, насколько движение каретки было равноускоренным.