Лабораторная 3. Изучение закономерности равноускоренного движения

2. Рассчитайте промежутки времени, через которые шарик окажется в положение $1, 2, …, 10$.

  • $t_0 = 0;$
  • $t_1 = 0,02;$
  • $t_2 = 0,04;$
  • $t_3 = 0,06;$
  • $t_4 = 0,08;$
  • $t_5 = 0,1;$
  • $t_6 = 0,12;$
  • $t_7 = 0,14;$
  • $t_8 = 0,16;$
  • $t_9 = 0,18;$
  • $t_{10} = 0,2;$

3. По миллиметровой шкале линейки определите путь $s$, проходимый шариком за определённый промежуток времен $t$, и по формуле определите ускорение.

$S_{10}=19,5 см = 0,195 м;$

$a = \dfrac{2S_{10}}{1^2_{10}}=\dfrac{2·0,195}{0,04}=9,75 м/с^2;$

$v_{10}=\sqrt{2a_{10}S_{10}} =$ $\sqrt{2·9,75·0,195} = 1,95\dfrac{м}{с^2};$

4. Выполните задание пункта 3 ещё для двух положений шарика и определите модуль ускорения $a$. Сравните модули ускорений, полученные для трёх случаев, и сделайте вывод.

$S_5=4,8=0,048$ м;

$a=\dfrac{2S_2}{t^2_5}=$ $\dfrac{2·0,048}{0,01}=9,6\dfrac{м}{с^2};$

$v=\sqrt{2a_5S_5}=$ $\sqrt{2·9,6·0,048}=0,96\dfrac{м}{с^2};$

5. Определите модуль мгновенной скорости движения шарика в положениях $5, 8, 10$, используя формулу (4).

$S_8=12,5 см=0,125 м;$

$a=\dfrac{2S_8}{t^2_8}=\dfrac{2·0,125}{0,0256}=9,76$

$v=\sqrt{2a_8S_8}=\sqrt{2·9,76·0,125}=1,56\dfrac{м}{с^2}.$

Опыт $t$ $s$ $a$ $v$
$1$ $0,2$ $0,195$ $9,75$ $1,95$
$2$ $0,1$ $0,048$ $9,6$ $0,96$
$3$ $0,16$ $0,125$ $9,76$ $1,56$

6. По полученным значениям постройте график зависимости модуля скорости от времени движения.

7. По школе линейки найдите пути, проходимые шариком за $0,02 с$ на участках $3-4, 6-7, 9-10$, и их отношения. Сравнив эти отношения с соответствующими отношениями нечётных чисел $15:17:19$, сделайте выводы.

$S_{3-4}=1,5$ см;

$S_{6-7}=2,5$ см;

$S_{9-10}=3,5$ см;

$S_{3-4}:S_{6-7}:S_{9-10}=$ $1,5:2,5:3,5=3:5:7$

Пути, которые проходит тело при прямолинейном равноускоренном движении за одинаковые промежутки времени относятся как ряд нечётных идущих последовательно чисел.

8. Ответьте на контрольные вопросы

1. Какие положения шарика (в верхней или нижней части снимка) целесообразнее брять для определения модуля ускорения? Почему?

Целесообразнее брать нижнее положение, т. к. измерения больших отрезков расстояний и времени проходят проще, а результат этих измерений более точен — погрешность, соответственно, меньше.

2. В каком соотношении будут модули перемещений шарика за равные последовательные промежутки времени?

Пути, проходимые телом, будут относиться как ряд нечётных чисел в последовательном порядке, например $5:7:9$ или $11:13:15$ и тд.

3. Что представляет график зависимости пути от времени движения шарика? Постройте график.

При прямолинейном движении зависимость пути от времени является квадратической, а график этой зависимости представляет из себя параболу.

Выводы: научился пользоваться стробоскопической фотографией равноускоренного движения тела, определять соотношение путей, которые проходит тело за равные последовательные промежутки времени, вычислять модули ускорения и мгновенной скорости.