Сделать лаб роботу ОЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №
ВИВЧЕННЯ РУХУ ТІЛА, КИНУТОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО
Дата проведення
Мета : виміряти початкову швидкість, надану тілу в горизонтальному напрямі
під час його руху під дією сили тяжіння; встановити виду траєкторії під час
руху тіла, кинутого горизонтально.
Обладнання: штатив з муфтою, кулька, жолоб для пускання кульки, фанерна
дошка, два аркуші білого та один аркуш копіювального паперу, кнопки,
лінійка, висок, міліметровий папір, клейка стрічка (за необхідності).
Короткі теоретичні відомості
Знайдемо дальність польоту тіла, кинутого горизонтально. Для цього зобразимо
схему руху (рис 1). Оскільки рух тіла, кинутого горизонтально відбувається у
вертикальній площині, то нам знадобляться дві взаємо перпендикулярні
осі ОХ та OY для його описання.
Пов’яжемо систему відліку з землею.
Вісь ОХ спрямуємо вздовж поверхні землі, а
вісь OY вертикально вгору перпендикулярно
до поверхні землі. Початок координат
розташуємо так, як показано на рис 1. Тоді
, , , .
Запишемо рівняння руху в проекціях на
кожну вісь:
,
Оскільки під час польоту на кинуте тіло діє лише сила земного тяжіння, то тіло,
кинуте горизонтально рухатиметься з прискоренням вільного падіння g.
Спроектувавши вектори початкової швидкості і прискорення на
осі ОХ та OY (рис 1), запишемо рівняння руху для даного випадку: (1)
звідки (2)
Підставимо (2) в (1): . Звідки .
Рис.1
З рівнянь (1) та (2) можна отримати і рівняння траєкторії руху кульки
замінивши l та h на миттєві координати х та y: звідки -
рівняння параболи.
Хід роботи
1. Закріпіть жолоб у штативі таким чином, щоб нижня частина була
горизонтальною. За жолобом встановіть картон.
2. На стіл в місті можливого падіння кульки
покладіть копіювальний папір, а на нього
– звичайний.
3. Обережно пустіть кульку з верхньої
частини вільно котитися по жолобу.
4. Виміряйте висоту h, з якої падає кулька,
та дальність польоту l.
5. Не змінюючи висоти, повторіть дослід ще
чотири рази.
6. Обчисліть середню дальність польоту та середнє значення початкової швидкості
за формулою: h
g
lvcc
20
.
7. Результати запишіть у таблицю:
№
з/п
Висота
h, м
Дальність
польоту
l, м
Середнє значення
дальності польоту
l с , м
Середнє значення
початкової швидкості
V 0c, м/с
1
2
3
4
5
8. За формулами x=v 0x ∙t і 2
2
gt
y
обчисліть координати руху x і y тіла через кожні
0,05 с, запишіть її значення в таблицю.
t, c 0 0,05 0,10 0,15 0,20, 0,25 0,30
x, м
y,м
9. Побудуйте траєкторію руху на аркуші паперу. Позначте на аркуші паперу
відповідні положення кульки через кожні 0,05 с. Через позначені точки
проведіть плавну криву, яка і буде траєкторією руху кульки.
10. Закріпіть графік на картоні. Встановіть кульну на вершині жолоба та відпустіть.
Переконайтесь в тому, що розрахована і побудована траєкторія близька до
реальної і є віткою параболи.
11. Обчисліть похибки, допущені при визначенні середнього
значення початкової швидкості, враховуючи, що абсолютні
похибки засобів вимірювання: ∆l = 0,0015 м; ∆h =
0,0015 м; ∆g = 0,005 м/с 2 . ·
Обчисліть відносну похибку: ε v = ε lс + ε h + ε g =∆l/l с + ∆h/2h + ∆g/2g ;
обчисліть абсолютну похибку ∆v: ∆v=ε v v oс . Кінцевий результат
запишіть у вигляді: v o = v oс ± ∆v o .
12. Зробіть висновок.
Контрольні питання
1. По який траєкторії рухається тіло, кинуте горизонтально?
2. Як залежить дальність польоту тіла, кинутого горизонтально від його маси?
3. Яка дальність польоту тіла, кинутого горизонтально з початковою швидкістю
2 м/с, якщо час падіння 3,14 с.
