Téma experimentu: Druhý Newtonův zákon
Cíl experimentu: – Zkoumat vztah mezi silou a zrychlením
– Zkoumání vztahu mezi hmotností a zrychlením
Nářadí a materiál: Kolejnice, napájecí zdroj, víceúrovňový nosník, dynamický vlak, záznamník času, páska, závaží o hmotnosti 50 gramů (3), propojovací kabely.
Kroky přípravy:
1. Sestavte kolejnice a nainstalujte záznamník času, jak je znázorněno na obrázku.
2. Umístěte dynamický vozík napravo od zapisovače času. Na dynamický vozík umístěte závaží.
3. Připevněte pásku k záznamníku času a konec pásky připojte k dynamické soustavě.
4. Nastavte napájecí napětí na 12 voltů
5. Připojte napájecí zdroj ke zdroji napájení a zapněte záznamník času.
6. Nastavte záznamník času pro správnou funkci
Experimentální krok 1: Vztah mezi silou a zrychlením
1. Umístěte lištu na povrch stolu.
2. Připojte 50gramovou zátěž k dynamickému vlaku pomocí nitě.
3. Zapněte záznamník času
4. Uvolněte břemeno tak, aby volně padlo a táhlo dynamický vlak.
5. Vypněte záznamník času, když dynamický vozík dorazí na spodní část nakloněné roviny nebo když náklad dorazí na podlahu.
6. Odstraňte pásku z obvodu
7. Opakujte experiment se zátěží 100 gramů a 150 gramů.
Data a analýza dat 1:
Časový interval (t) = perioda (T) = 1/f = 1/50Hz = 0,02 sekundy
50 hertzů je frekvence PLN.
Hmotnost zátěže = 50 gramů = 0,05 kg
Hmotnost zátěže (tahová síla) = (0,05 kg)(9,8 m/s) = 0,49 N
|
Časový interval (sekundy) |
Vzdálenost (cm) |
Rychlost (cm/s) |
Zrychlení (cm/ s² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Průměrný |
||||
1. Změřte vzdálenost mezi dvěma nejbližšími body, zadejte výsledky měření do datové tabulky a analyzujte data.
2. Vypočítejte rychlost pomocí vzorce v = s/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
3. Vypočítejte zrychlení pomocí vzorce a = v/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
Hmotnost zátěže = 100 gramů = 0,1 kg
Hmotnost zátěže (tahová síla) = (0,1 kg)(9,8 m/s) = 0,98 N
|
Časový interval (sekundy) |
Vzdálenost (cm) |
Rychlost (cm/s) |
Zrychlení (cm/ s² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Průměrný |
||||
1. Změřte vzdálenost mezi dvěma nejbližšími body, zadejte výsledky měření do datové tabulky a analyzujte data.
2. Vypočítejte rychlost pomocí vzorce v = s/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
3. Vypočítejte zrychlení pomocí vzorce a = v/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
Hmotnost zátěže = 150 gramů = 0,15 kg
Hmotnost zátěže (tahová síla) = (0,15 kg)(9,8 m/s) = 1,47 N
|
Časový interval (sekundy) |
Vzdálenost (cm) |
Rychlost (cm/s) |
Zrychlení (cm/ s² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Průměrný |
||||
1. Změřte vzdálenost mezi dvěma nejbližšími body, zadejte výsledky měření do datové tabulky a analyzujte data.
2. Vypočítejte rychlost pomocí vzorce v = s/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
3. Vypočítejte zrychlení pomocí vzorce a = v/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
Experimentální krok 2: Vztah mezi hmotností a zrychlením
1. Položte kolejnici na stůl. Na dynamický vlak přidejte závaží o hmotnosti 50 gramů.
2. Připojte 100gramovou zátěž k dynamickému vlaku pomocí nitě.
3. Zapněte záznamník času
4. Uvolněte závaží o hmotnosti 100 gramů tak, aby volně padlo a táhlo dynamický vláček.
5. Vypněte záznamník času, když dynamický vozík dorazí na spodní část nakloněné roviny nebo když náklad dorazí na podlahu.
6. Odstraňte pásku z obvodu
7. Experiment opakujte přidáním závaží o hmotnosti 100 gramů a 150 gramů na dynamický vozík.
Data a analýza dat 1:
Časový interval (t) = perioda (T) = 1/f = 1/50Hz = 0,02 sekundy
50 hertzů je frekvence PLN.
Hmotnost zátěže = 50 gramů = 0,05 kg
|
Časový interval (sekundy) |
Vzdálenost (cm) |
Rychlost (cm/s) |
Zrychlení (cm/ s² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Průměrný |
||||
1. Změřte vzdálenost mezi dvěma nejbližšími body, zadejte výsledky měření do datové tabulky a analyzujte data.
2. Vypočítejte rychlost pomocí vzorce v = s/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
3. Vypočítejte zrychlení pomocí vzorce a = v/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
Hmotnost zátěže = 100 gramů = 0,1 kg
|
Časový interval (sekundy) |
Vzdálenost (cm) |
Rychlost (cm/s) |
Zrychlení (cm/ s² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Průměrný |
||||
1. Změřte vzdálenost mezi dvěma nejbližšími body, zadejte výsledky měření do datové tabulky a analyzujte data.
2. Vypočítejte rychlost pomocí vzorce v = s/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
3. Vypočítejte zrychlení pomocí vzorce a = v/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
Hmotnost zátěže = 150 gramů = 0,15 kg
|
Časový interval (sekundy) |
Vzdálenost (cm) |
Rychlost (cm/s) |
Zrychlení (cm/ s² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Průměrný |
||||
1. Změřte vzdálenost mezi dvěma nejbližšími body, zadejte výsledky měření do datové tabulky a analyzujte data.
2. Vypočítejte rychlost pomocí vzorce v = s/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
3. Vypočítejte zrychlení pomocí vzorce a = v/t, zadejte výsledky výpočtu do datové tabulky a analyzujte data.
Diskuse:
1. Jaký je vztah mezi silou a zrychlením, čím větší síla, tím větší zrychlení?
2. Jaký je vztah mezi hmotností a zrychlením, čím větší hmotnost, tím větší zrychlení?
Závěr
Uveďte svůj závěr.
