Измерения
1. Определение ускорения свободного падения
1. 1. Проверка равноускоренного характера движения.
Определите экспериментально зависимость времени движения груза от высоты . Измерения проведите при определённом выбранном значении массы перегрузка . При этом необходимо также, чтобы выполнялось неравенство
<< г.
Отвести в сторону кольцевую платформу. Включить секундомер, кнопкой «Сброс» установить нуль измерителя.
Определить время движения для пяти высот, повторяя измерения, для каждого значения , по пять раз. Результаты занести в таблицу 1.
Таблицу 1
N |
S |
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
tср |
t2ср |
1... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
...5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь t1, ..., t5 – результаты измерения времени движения с установленной высоты S.
По результатам измерений в осях координат , постройте прямую . По наклону прямой определите .
1.2. Определение графическим путём.
Определите опытным путём зависимость времени падения от массы перегрузка. Измерения проводите при наибольшей возможной высоте падения для трех значений массы . Для значения повторите измерения пять раз, результаты занесите в таблицу 2.
Время падения измеряется аналогично п.1.1.
Таблица 2
i\ |
mi |
M/m |
t1 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
tср |
t2ср |
1 2 3 ... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Все значения массы перегрузка должны лежать в диапазоне
m0 << m << 2M = 122 г,
- масса страгивающего перегрузка.
Из соотношения (4) и (5) можно получить зависимость
и по тангенсу угла наклона прямой вычислить значение .
По результатам измерений в осях координат , постройте график и найдите и .
1.3. Определение аналитически.
Кольцевую платформу поставить на место. Кнопка секундомера отжата. Поднять груз А с выбранным перегрузком на максимальную высоту. Нажать кнопку <Пуск>. Когда груз проходит через кольцо перегрузок снимается и одновременно включается секундомер. Таким образом, на табло – время прохождения груза между датчиками.
Пусть - путь, пройденный грузом А с перегрузком от верхнего электромагнита до кольцевой платформы за время . На этом пути он движется равноускоренно с ускорением . Зная ,можно подставить его значение в (4) и определить .
Путь, пройденный телом при равноускоренном движении, если начальная скорость за время , определяется по формуле
, отсюда (6)
но нам неизвестно. Известно, что после снятия перегрузка система движется равномерно со скоростью и проходит путь от кольцевой платформы до сплошной платформы за время :
(7)
С другой стороны, груз подходит к кольцевой платформе со скоростью, определяемой выражением
(8)
Подставляя (8) в (7) находим
(9)
Теперь подставим (9) в (4) и окончательно для определения получим выражение
(10)
При выбранных и провести 5 измерений для трех различных масс перегрузок , значения которых должны лежать в диапазоне m0 << m >> 2M.
Данные занести в таблицу. По формуле (10) найти и определить и .
Сравнить , полученные в п.1.2. и в п.1.3.