Лабораторная работа №6.
Цель: измерить модуль начальной скорости, сообщенной телу горизонтальном направлении при его движении под действием илы тяжести; рассчитать абсолютную и относительную погрешности прямых измерений дальности полета тела.
Оборудование: штатив с лапкой, шарик, лоток для пуска шарика, листы белой и копировальной бумаги, линейка, скотч.
Проверьте себя
Ответьте письменно на вопросы.
Почему движение тела, брошенного горизонтально, по горизонтали является равномерным, а по вертикали нет?
В вертикальном направлении на тело действует сила тяжести, под действием которой тело приобретает ускорение g. В горизонтальном направлении на тело не действуют никакие силы, поэтому движение является равномерным
2. Что такое дальность полета тела, брошенного горизонтально?
Дальность полета тела, брошенного горизонтально - это расстояние, на которое тело продвигается вперед в горизонтальном направлении ( расстояние между точками А и В на рисунке экспериментальной установки работы)
Вывод расчетных формул
Тело, брошенное горизонтально, движется по ветви параболы, участвуя в двух независимых движениях: равномерном по горизонтали и равноускоренном с ускорением g по вертикали. Скорость равномерного движения равно v0. Ее модуль можно определить, зная дальность полета l = АВ и время движения t:
Время движения t тела по горизонтали и вертикали одинаково. Тогда:
Ход работы
Укрепите в штативе лоток так, чтобы загнутый конец лотка был расположен горизонтально (см. рисунок).
Отметьте мелом положение С на лотке, с которого будете пускать шарик. Сделайте пробный опыт и заметьте место падения шарика. Положите лист копировальной бумаги на лист белой бумаги в месте падения шарика, Лист белой бумаги предварительно зафиксируйте скотчем.
З. Положите шарик на лоток в том месте, где проведена метка, и отпустите его. Отметьте на белом листе цифрой 1 точку приземления шарика.
4. Повторите опыт не менее пяти раз, отмечая каждый раз точки приземления шарика цифрами 1, 2, З, 4, 5.
5. Измерьте во всех пяти опытах дальность полета шарика. Данные занесите в таблицу.
6. Измерьте три раза и занесите в таблицу высоту падения шарика.
7. Найдите и занесите в таблицу средние значения <l> и <h>
6. Вычислите и занесите в таблицу среднее значение модуля скорости <v₀>, считая g = 9,81 м/с²
Ответьте письменно на контрольные вопросы
1. Почему траектория движения тела, брошенного горизонтально, искривляется?
На тело действует сила тяжести, благодаря чему у скорости появляется вертикальная составляющая, которая увеличивается с приближением точки падения vy = gt
2. Как направлен вектор мгновенной скорости в различных точках траектории движения тела, брошенного горизонтально?
Вектор мгновенной скорости направлен по касательной к траектории в каждой точке движения тела.
3. Является ли движение тела, брошенного горизонтально, равноускоренным?
Да. Является. Тело движется равноускоренно в вертикальном направлении. Вектор ускорения свободного падения всегда направлен вниз.
Выводы:
В ходе работы опытным путем была определена начальная скорость шарика, брошенного горизонтально, (напишите значение), а также были определены абсолютная и относительная погрешности прямых измерений дальности полета шарика (указать полученные числовые значения абсолютной и относительной погрешности). Результаты измерения представлены в интервальной форме (записать) l =...
Суперзадание.
Используя результаты работы, определите конечную скорость шарика (перед соприкосновением его с листом бумаги) Какой угол с поверхностью листа образует эта скорость?