Eksperiment med gravitationsacceleration

Instruktioner til eksperimentet med gravitationsacceleration

Formål med eksperimentet :

– Eleverne kan finde ud af størrelsen af ​​gravitationsaccelerationen baseret på resultaterne af eksperimentet.

Værktøj og materialer :

– Stopur
– Små sten (du kan bruge andre genstande)
– Lineal eller måleværktøj til længde

Grundlæggende teori :

Tyngdeacceleration

Gravitationsacceleration er den acceleration, som et objekt oplever, når det falder frit fra en bestemt højde mod Jordens overflade. Baseret på eksperimenter udført af fysikere er størrelsen af ​​Jordens gravitationsacceleration 9,8 m/s2 ^. Dette er en gennemsnitsværdi. Størrelsen af ​​gravitationsaccelerationen flere forskellige steder er muligvis ikke nøjagtig den samme som 9,8 m/s2 ^{. For at forenkle beregningerne afrundes} værdien af ​​gravitationsaccelerationen på 9,8 m/s2 nogle gange til 10 m/s2 ^. Retningen af ​​gravitationsaccelerationen er mod Jordens centrum eller vinkelret på jordoverfladen.

Frit fald og dets relation til tyngdeacceleration

Frit fald er bevægelsen af ​​et objekt, der falder fra en bestemt højde mod jordoverfladen uden starthastighed, og objektet oplever en konstant tyngdeacceleration på 9,8 m/s² ^. Acceleration er en vektorstørrelse, så den har både størrelse og retning. Størrelsen af ​​tyngdeaccelerationen på 9,8 m/s² ^betyder , at objektets hastighed øges med 9,8 m/s hvert sekund. Efter et frit fald i 2 sekunder øges objektets hastighed til 19,6 m/s. Og så videre. Tyngdeaccelerationens retning er mod jordens centrum.

Hastigheden af ​​ethvert fritfaldende objekt øges regelmæssigt, derfor er fritfaldsbevægelse et eksempel på ensartet accelereret lineær bevægelse. Der er tre afledte formler for ensartet accelereret lineær bevægelse, der bruges til at beregne fysiske størrelser relateret til ensartet lineær bevægelse, såsom afstand, start- og sluthastighed, tidsinterval og acceleration. De tre formler er: v _t = v _o + at, s = v _o t + ½ at ² , v _t ² = v _o ² + 2 as, hvor v _t = sluthastighed, v _o = starthastighed, a = objektets acceleration, t = tidsinterval, s = tilbagelagt afstand, v _o = starthastighed.

Frit fald er et eksempel på ensartet accelereret lineær bevægelse, derfor er formlen, der bruges i frit fald, grundlæggende den samme som formlen for ensartet accelereret lineær bevægelse ovenfor, og den er justeret til situationen og betingelserne for frit fald. De tre ovenstående formler vil, hvis de konverteres til en formel for frit fald, ændres til v._t = gt, h = ½ gt²i_t² = 2 gh, hvor v_t = sluthastighed, g = tyngdeacceleration, t = tidsinterval, h = højde eller tilbagelagt afstand i lodret retning.
I dette eksperiment beregnes tyngdeaccelerationen ved hjælp af en af ​​formlerne for frit fald, nemlig h = ½ gt²De to andre formler kan ikke bruges, fordi sluthastigheden (v) i dette eksperiment_t) objekter kan ikke måles. For at beregne størrelsen af ​​gravitationsaccelerationen ændres formlen til g = 2 timer / d².

Eksperimentelle trin :

1. Mål den højde, hvor objektet vil falde frit, indtast den derefter i datatabellen og analyser dataene, nummer 1.
2. Slip objektet ned, og mål tidsintervallet for objektets fald. Indtast det derefter i datatabellen, og analyser dataene, nummer 1.
3. Beregn størrelsen af ​​gravitationsaccelerationen ved hjælp af formlen g = 2 h / t², og indtast derefter beregningsresultaterne i datatabellen og dataanalysen, nummer 1.
4. Gentag trin 1 til 3, og indtast derefter resultaterne i datatabellen og dataanalysen, nummer 2 og 3.
5. Beregn den gennemsnitlige gravitationsacceleration. Hvis eksperimentet gentages tre gange, vil der være tre værdier for gravitationsaccelerationen. Læg de tre værdier sammen og divider med tre. Registrer dine resultater i en tabel.

Data og dataanalyse :

* Inkluder beregningsprocessen i dette afsnit

Konklusionn:

Formuler din konklusion baseret på de eksperimentelle resultater, du har opnået, med henvisning til de eksperimentelle mål og det teoretiske grundlag. Vejledende spørgsmål:
– Hvor meget tyngdeacceleration opnåede du gennem eksperimentet?
– Er størrelsen af ​​tyngdeaccelerationen lig med eller tæt på 9,8 m/s² ?
– Hvis størrelsen af ​​den opnåede tyngdeacceleration er meget forskellig fra 9,8 m/s², hvilke ting påvirker det?