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 (ац), 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 (ацд) 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: Tсер = 0,92 с, nсер = 1,09 1/с, vсер = 3,45 м/с, а дц сер = 23,8 м/с2, ω = 6,83 рад/с. Найбільшу похибку надало вимірювання швидкості.