Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Лабораторна робота № 2

Тема. Дослідження руху тіла по колу.

Мета: дослідити кінематику руху матеріальної точки по колу. Виміряти основні кінематичні величини, що характеризують рух тіла по колу: період обертання, частоту обертання, лінійну й кутову швидкість руху, доцентрове прискорення.

Обладнання та матеріали: легка кулька з отвором (гачком) або невеличке тіло (ґудзик, ключ, тягарець), що його легко можна закріпити на нитці; тонка міцна нитка завдовжки 50-60 см, секундомір, лінійка.

Вказівки та пояснення: невелике тіло рівномірно обертають у горизонтальній площині на нитці завдовжки l. Треба визначити період обертання (T), частоту обертання (n), лінійну (v) й кутову (ω) швидкість руху, доцентрове прискорення (а_ц), якщо за час t тіло здійснює N обертів. Довжина нитки дорівнює радіусу обертання тіла R. Використаємо формули:

Хід роботи

1. Закріпіть кульку (або інше тіло) на нитці. На кінці нитки зробіть петельку, за яку будемо тримати нитку з кулькою під час обертання її в горизонтальній площині.

2. Виміряйте довжину нитки за допомогою лінійки. l = R = 50 см = 0,5 м.

3. Виміряйте час, за який кулька робить 30 обертів t₁ = 28 с.

4. Повторіть дослід ще 4 рази та запишіть: N = 30, t₂ = 29 с, t₃ = 26 с, t₄ = 27 с, t₅ = 25 с.

5. Обчисліть середній час руху кульки:

6. Скориставшись формулами, визначимо період обертання (Т), частоту обертання (n), лінійну (ν) й кутову (ω) швидкість руху, доцентрове прискорення (а_цд) кульки.

5. Результати вимірювань та обчислень занесіть до табл. 1

Таблиця 1

Номер досліду	Радіус обертання, R, м	Кількість обертів N	Час руху		Період обертання Тсер, с	Частота обертання, nсер, 1/c	Лінійна швидкість, vcер, м/с	Кутова швидкість ωсер, рад/с	Доцентрове прискорення адц сер, м/с2
			t, с	tсер, с
1.	0,5	30	28,5	27,5	0,92	1,09	3,45	6,83	23,8
2.			29,7
3.			26,3
4.			27,2
5.			25,8

6. Оцініть абсолютну і відносну похибки вимірювання лінійної швидкості й доцентрового прискорення. Для цього обчисліть абсолютну та відносну похибки вимірювання:

7. Округліть результати, скориставшись правилами округлення, та заповніть табл. 2 і табл. 3.

Таблиця 2

Лінійна швидкість vсер, м/с	Похибка вимірювання		Результат вимірювання v = vсер ± Δv, м/с
	Відносна εv, %	Абсолютна Δv
3,45	2,14 %	0,074	v = 3,45 ± 0,074

Таблиця 3

Доцентрове прискорення адц сер, м/с2	Похибка вимірювання		Результат вимірювання а = асер ± Δа, м/с2
	Відносна εа, %	Абсолютна Δα, м/с2
23,8	4,28	0,0018	а = 23,8 ± 0,0018

Висновки. Під час виконання цієї роботи ми дослідили кінематику руху матеріальної точки по колу. Виміряли основні кінематичні величини, що характеризують рух тіла по колу: період обертання, частоту обертання, лінійну й кутову швидкість руху, доцентрове прискорення, оцінили абсолютну і відносну похибки вимірювання лінійної швидкості й доцентрового прискорення. Отримали такі результати вимірювання: T_сер = 0,92 с, n_сер = 1,09 1/с, v_сер = 3,45 м/с, а _{дц сер} = 23,8 м/с², ω = 6,83 рад/с. Найбільшу похибку надало вимірювання швидкості.