Лабораторная работа номер 2 ускорение свободного падения: Лабораторная работа № 2 Измерение ускорения свободного падения

Содержание

Лабораторная работа №2 Исследование свободного падения тел

Урок 26. Физика 9 класс

Проводится экспериментальное исследование ускорения свободного падения. Рассматривается общая методика проведения данной лабораторной работы.

Конспект урока «Лабораторная работа №2 Исследование свободного падения тел»

Ранее говорилось о движении тела, которое называется свободным падением. Свободное падение — это движение тела только под действием силы тяжести.

Цель лабораторной работы: измерить ускорение свободного падения.

Впервые похожую работу проводил Галилео Галилей. Именно благодаря данной работе Галилею удалось установить опытным путём ускорение свободного падения.

Задача: рассмотреть и разобрать, как можно определить ускорение свободного падения тела при его движении по жёлобу.

Оборудование: прибор для изучения движения тел, полоски миллиметровой и копировальной бумаги длинной 300 миллиметров и шириной 20 миллиметров, штатив с муфтой и лапкой.

Принципом действия лабораторной установки.

1. Желоб с установленным на нем вибратором; 2. Штатив; 3. Две бумажные ленты: одна из миллиметровой бумаги, а вторая — из копировальной; 4. Зажим; 5. Кнопка включения.

В приборе желоб с установленным на нем вибратором укреплен в лапке штатива. К грузу прикреплены две бумажные ленты: одна из миллиметровой бумаги, а вторая (поверх первой) — из копировальной. Все это удерживается на желобе с помощью зажима. Если отпустить зажим, то груз вместе с лентами будет совершать падение, близкое к свободному падению. Подвижная часть вибратора, который заранее включается кнопкой, колеблется, оставляя метки на ленте через каждые 0,02 секунды.

По отметкам на этой ленте необходимо определить время движения тела. Второе, что необходимо сделать, – это определить пройденное телом расстояние. Зная, что движение равноускоренное, с нулевой начальной скоростью, используются уравнение для вычисления ускорения свободного падения, заменив в формуле ускорение

a на g.

Т.о., время будет рассчитываться по формуле

где N — это число интервалов между выбранными метками.

Результаты опытов сводим в таблицу.

Порядок выполнения работы

Первое, что необходимо сделать, это собрать установку в соответствии с рисунком.

Далее, включите вибратор в сеть и нажмите кнопку его включения. Затем освободите зажим, не отпуская кнопку до конца движения груза.

Сделайте необходимые измерения и вычисления, а полученные данные занесите в таблицу.

По формуле

найдите среднее значение модуля ускорения свободного падения.

Определим погрешность измерения ускорения свободного падения. Для этого необходимо из полученного значения вычесть истинное значение (9,81 м/с

2). Таким образом, будет определена абсолютная погрешность измерения ускорения свободного падения.

Если значение абсолютной погрешности разделить на истинное значение ускорения свободного падения и умножить на 100 %, то можно определить относительную погрешность измерений.

Полученный результат записывается в интервальной форме.

Таким образом, в данной лабораторной работе было показано, как можно определить ускорение свободного падения тела.

В конце работы необходимо сделать вывод, при этом необходимо помнить, что чем меньше относительная погрешность измерений, тем точнее полученный результат. Обязательно отметьте, какие причины обуславливают наличие погрешностей.

Если в школе отсутствует вибратор, то предлагаем вам провести данную лабораторную работу по стробоскопической фотографии этого эксперимента. При этом все остальные измерения и вычисления выполняются без изменений.

Предыдущий урок 25 Превращение энергии при колебательном движении. Вынужденные колебания. Резонанс

Следующий урок 27 Лабораторная работа №3 Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний

Получите полный комплект видеоуроков, тестов и презентаций Физика 9 класс

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Лабораторная работа № 2 «Измерение ускорения свободного падения»

org/Person»> Куция Мариам Нугзаровна, учитель физики

Разделы: Физика

Тренировочные задания и вопросы:

Свободным падением называется_
Свободное падение по своему характеру является_
Ускорение свободного падения g = _
Все ли тела падают с одинаковым ускорением? Почему?_
Почему в комнате дробинка долетает быстрее пушинки, если они падают с одной высоты?_
Сколько времени тело будет падать с высоты h = 11,25 м? _

Оборудование: комплект «Лаборатория L-микро» по механике.

Цель: измерить ускорение свободного падения с помощью прибора для изучения движения тел.

Содержание работы

Для проведения опытов используйте направляющую плоскость 1, каретку 2, датчики 3, электронный секундомер 4, пластиковый коврик 5 (рис. ). Ускорение свободного падения можно определить, измерив путь и время движения из состояния покоя.

Для точного измерения времени падения используется электронный секундомер 4 с магнитными датчиками 3. Запуск и остановка электронного секундомера могут осуществляться либо нажатием « Пуск/Стоп», либо с помощью магнитоуправляемых контактов герконов- в выносных датчиках 3. Геркон (герметический контакт) состоит из двух близко расположенных упругих металлических контактов, которые при внесении в магнитное поле или при приближении намагничиваются и притягиваются друг к другу. В результате замыкается участок электрической цепи, соединённый с выводами геркона. Схема электронного секундомера устроена так, что при первом замыкании электрических контактов на его входе происходит запуск секундомера , при следующем замыкании секундомер останавливается, Управление герконами осуществляется небольшим постоянным магнитом, укрепленным в середине внешней боковой стороны каретки

Порядок выполнения задания

Установите направляющую плоскость почти вертикально для уменьшения влияния силы трения. С помощью магнитных держателей прикрепите датчики к направляющей плоскости, один у её верхнего края, другой у нижнего края

Нажатием на кнопку «Сброс» установите нуль на шкале электронного секундомера, Проверьте работоспособность секундомера поочерёдным поднесением магнита каретки сначала к первому датчику, затем ко второму датчику. Секундомер должен начать измерение времени при поднесении магнита к верхнему датчику и завершить измерение поднесении магнита к нижнему датчику. Цифры на шкале до точки показывают секунды, цифры после точки – десятые и сотые доли секунды.

Измерьте расстояние s между датчиками. Отпустите каретку и измерьте время t ее свободного падения. Повторите измерения 5 раз.

Вычислите ускорение свободного падения:

g = 2s /t ²

Найдите среднее арифметическое значение ускорения свободного падения.

№	Время движения t,с	Путь s,м	Ускорение свободного падения g,м/с ²
1
2
3
4
5

Определите отклонение полученного вами значения g от действительного значения, равного 9,8 м/с²(т. е. найдите разность между ними). Вычислите, какую часть (в процентах) составляет эта разность от действительного значения g. Это отношение называется относительной погрешностью ε. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерений.

ε =| g _ср – g| /g

Литература

Боброва С.В
. Поурочные планы по физике (9класс). Волгоград: Учитель,2005.
Кабардин О.Ф
. Учебник по физике (9класс).М.: Просвещение, 2010.

4.12.2011

Отчет об эксперименте №2 — Отчет об эксперименте Свободное падение Нур Чариф Партнер лаборатории: Андре Дахан TA:

Отчет об эксперименте

Свободное падение

Нур Чариф

Партнер лаборатории: Андре Дахан

TA: Ицзяо Хан

200 /9/

Abstract

Для первого исследования ручку и линейку положили на учебник и уронили посмотреть, упадут ли они одновременно. Выяснилось, что оба объекта упали на землю в одинаковое время независимо от разницы в весе. Для второго исследования движение свободного падения 8 92). Для третьего расследования, ускорение свободного падения было найдено для 3 других масс (4, 2, 1 унций ). Соответствующий ускорения были нанесены на график зависимости ускорения от массы, что дало почти горизонтальную линия. Это означало, что ускорение почти постоянно независимо от массы объекта.

Введение

Исследования в этом отчете повторяют знаменитый эксперимент Галилея по изучению физика свободного падения. Считалось, что более тяжелый объект будет падать с большей скоростью, чем более легкий. Однако при отсутствии сопротивления воздуха два тела падают с одинаковой скоростью, т. имеет значение их вес. Они падают с одинаковой скоростью из-за постоянного ускорения. это

ускорение обусловлено силой тяжести. Когда два тела падают без сопротивления воздуха, на них действует только одна сила. сила тяжести. На Земле гравитация всегда равна 9/с 2. Это также известно как свободное падение. Однако, когда испытания свободного падения на землю, есть основной источник ошибок. Эта ошибка — сопротивление воздуха. Это потому что на земле у нас есть атмосфера, и мы не можем устранить сопротивление воздуха. Целью первого исследования было подтвердить, что два тела падают с одинаковой скоростью. при одновременном падении. Предметы клали на обок и бросали так, чтобы воздух сопротивление будет действовать на книгу, а не на сами объекты. Цель второго исследование заключалось в определении ускорения объекта при свободном падении с использованием зависимости скорости от времени. Затем это ускорение сравнивали с известной гравитацией Земли. Цель третья исследование заключалось в сравнении ускорения с массой для 4 различных масс.

Расследование 1 — Демонстрация свободного падения Для первого исследования ручку и линейку положили на учебник и уронили. Когда они падали, делались качественные записи, когда предметы падали на землю, и какой ударил первым. Целью книги было устранение сопротивления воздуха на двух объектах. падение, так что они действительно были бы в свободном падении. Вместо этого на книгу сработало сопротивление воздуха, который не измерялся.

Результатов: Было замечено, что ручка и линейка остались на учебнике, а все три предмета попали в него. измельчаются одновременно, независимо от различий в массах.

Исследование 2 — Измерение свободного падения Для второго исследования движение свободного падения рыболовного груза весом 8 унций , прикрепленного к клипа к полоске бумаги, продетой через электрический таймер. Лента была задержана вертикально, чтобы избежать чрезмерного трения. Таймер помечал бумагу через фиксированные промежутки времени (40 Гц = 25 мс). Расстояние между отмеченными точками было измерено и использовано для расчета скорости рыболовного груза, когда он падает на пол. Это было сделано с помощью следующего формула:

Результаты:

ΔY T V 𝗿T 0 0 9 0.

g=8 (м/с 2 ) 𝗿g = 2.

Затем был построен график зависимости скорости от времени для определения ускорения (наклон графика). График показал линейную линию. Это означало, что ускорение было постоянным (а=8/с 2 ). С единственной силой, действующей на объект в свободном падении, является сила тяжести, мы можем сказать, что g=8/s 2. Однако мы известно, что гравитация Земли равна 9/с 2. Ошибка для этого рассчитанного значения g составила 2. Эта ошибка была вызвано сопротивлением воздуха. Поскольку у Земли есть атмосфера, мы не можем испытать свободное падение без воздуха. сопротивление. В результате, хотя мы предполагаем, что гравитация является единственной силой, действующей на падающий объект в течение В целях эксперимента сопротивление воздуха все еще действует на падающий объект.

Исследование 3. Массовая зависимость ускорения свободного падения Для этого исследования ускорение свободного падения было найдено для 3 других масс (4, 2, 1 92) относительная ошибка для стандарта A

Ошибка 27 653 0 37. 56 800 0 71. 108 816 0 40.

####### 206 849 0 94.

График:

Соответствующие ускорения были нанесены на график зависимости ускорения от массы, который получилась почти горизонтальная линия. Это означало, что ускорение практически постоянно. масса объекта. Такой результат ожидаем, так как сила тяжести является постоянной величиной, а объекты в свободном падают только под действием силы тяжести.

Заключение

В заключение, на объекты в свободном падении действует только сила тяжести. В качестве Как видно из первого исследования, два объекта будут падать с одинаковой скоростью независимо от разницы в скорости. вес, когда на них действует только сила тяжести (отсутствует сопротивление воздуха). Это также видно в Расследовании три, где 4 объекта разной массы имеют почти одинаковое ускорение при падении.

Более того, ускорение объекта в свободном падении равно силе тяжести, так как это единственное сила, действующая на объект. На Земле ускорение было бы 9/s 2. Однако, поскольку земля имеет атмосферу, вы не можете позволить объекту падать в свободном падении, так как атмосфера сопротивление (другая сила, действующая на падающий предмет). Поэтому ускорение будет близко к gravity, but not the same value as seen in Investigation 2.

Questions

727715 0 0 123.

683938 0 0 154.

Dots

254276 0 0 175.

4KG ΔY ( см) t(с) V (см/с) 𝐀 92) отн. A

####### 2KG

Точки 7,9 4 0. — 0. — 94888 0 0 97. — 0. — — 1. —
Точки 8,10 6 0. — 0. — 727715 0 0 123. — 0. — — 1. —
Точки 9,11 7 0. — 0. — 683938 0 0 154. — 0. — — 1. —
10,12 8 0. — 0. — 254276 0 0 175. — 0. — — 1. —
11,13 9 0. Точки — 0. — 040816 0 0 — 0. — — 1. —
12,14 10 0. Точки — 0. — 565416 0 0 218. — 0. — — 1. —
13,15 11 0. Точки — 0. — 700254 0 0 236. — 0. — — 1. —
14,16 13 0. Точки — 0. — 19754 0 0 260. — 0. — — 1. —
15,17 14 0. Точки — 0. — 89415 0 0 287. — 0. — — 1. —
16,18 15 0. Точки — 0. — 434084 0 0 — 0. — — 1. —
17,19 16 0. Точек — 0. — 220227 0 0 334. — 0. — — 1. —
Необработанные данные исследования 3: Таблица
Измерение 0 0 17 0 816 0. Первый
Измерение 16 0 323. Последний
Измерение 0 0 11 0 800 0. Первый
Измерение 16 0 331. Последние
Первый 1 0 20 0 653 0. 1 кг

Измерение Последний Измерение 14 0 297.

8 кг Первый Измерение 0 0 9 0 765 0. Последний Измерение 16 0 334.

Каталожные номера: 1. Вводное руководство по физической лаборатории 2. Подгонка по прямой линии: web.northeast/ipl/data-analysis/right-line-fit/

Ускорение из-за силы тяжести и скорости объекта в свободном падении Лабораторные ответы 92). И график скорость-время будет прямой линией.

Materials

– C Clamp

– Metre-stick

– Mass (50g)

– Cushion

– Recording timer tape

– Graph paper

– Recording timer

– Power supply

– Long штатив для реторты

– Малярная лента

Процедура

Я использовал таблицу на данном лабораторном листе, чтобы составить таблицу для моих результатов. Я и мои партнеры по лаборатории закрепили записывающий таймер в вертикальном положении над полом, как показано на рисунке 1. Мы использовали малярную ленту, чтобы прикрепить 50-граммовый груз к концу 121-сантиметровой записывающей ленты. 2. Я измерил и записал положение от начала ленты, соответствующее каждому полуинтервалу времени, а затем построил график зависимости скорости от положения, используя записанные мной скорости. Затем я ответил на все заданные вопросы.

Observations

Time t (s)	0.1s	0.2s	0.3s	0.4s	0.5s	0.6s
.0271 31.3cm	36.2cm
Average velocity (cm/s[down])	25cm/s	92cm/s	156cm/s	265cm/s	313cm/s	362cm/s
Time t (s)	0. 05s	0.15s	0.25s	0.35s	0.45s	0.55s
Position from the start (cm[down from the start])	1.25cm	5.85cm	13.65cm	26.9cm	42.55cm	60.65cm

Calculations

Average velocity was found by dividing change in time by displacement. Уравнение было следующим.

Vave = Δd/ Δt

В качестве примера можно рассчитать 0,2 секунды при смещении 9,2 см. Чтобы найти среднюю скорость, я сделал следующее:

Vave = Δd/Δt

= 9,2 см/0,1 с

= 92 см/с

Следовательно, в 0,2 с средняя скорость была 92 см/с. 2 [вниз].

4. График положения скорости (см. график 2) был искривлен, поскольку изменение скорости означает изменение наклона.

5. Изменение скорости объекта при свободном падении прямо пропорционально смещению. Оно прямо пропорционально времени. Это произошло потому, что с увеличением времени скорость изменялась с постоянной скоростью. Из-за изменения скорости произошло изменение смещения. Учитывая формулу vf = vi +at и d = (vf +vi/2) . Мы знаем, что скорость изменяется при t = времени, а перемещение изменяется при v = скорости.

Ошибки

После проведения эксперимента было отмечено несколько ошибок. Одна ошибка могла быть в расчетах в таблице 1. Предполагаемая ошибка заключалась в том, что числа были бы округлены и не совсем точны.

Другая систематическая ошибка заключается в том, что линейка не на 100% точна при измерении; он может быть отключен на 0,5 мм. Случайная ошибка заключалась в том, что один из членов группы выпустил объект не синхронно с таймером бегущей строки, что могло помешать процессу записи точек на ленту.