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.
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України