Գրավիտացիոն արագացման փորձի հրահանգներ
Փորձի նպատակները.
– Ուսանողները կարող են պարզել գրավիտացիոն արագացման մեծությունը՝ հիմնվելով փորձի արդյունքների վրա։
Գործիքներ և նյութեր.
– Ժամացույց
- Փոքր քարեր (կարող եք օգտագործել այլ առարկաներ)
- քանոն կամ երկարությունը չափելու գործիք
Հիմնական տեսություն.
Ձգողականության արագացում
Գրավիտացիոն արագացումը որոշակի բարձրությունից դեպի Երկրի մակերևույթ ազատորեն ընկնող մարմնի կողմից զգացվող արագացումն է: Ֆիզիկոսների կողմից անցկացված փորձերի հիման վրա՝ Երկրի գրավիտացիոն արագացման մեծությունը 9,8 մ/վ² է : Սա միջին արժեք է: Գրավիտացիոն արագացման մեծությունը մի քանի տարբեր վայրերում կարող է ճիշտ նույնը չլինել, ինչ 9,8 մ/վ²-ը : Հաշվարկները պարզեցնելու համար երբեմն 9,8 մ/վ² գրավիտացիոն արագացման արժեքը կլորացվում է մինչև 10 մ/վ² : Գրավիտացիոն արագացման ուղղությունը դեպի Երկրի կենտրոն է կամ ուղղահայաց Երկրի մակերևույթին:
Ազատ անկման շարժումը և դրա կապը գրավիտացիոն արագացման հետ
Ազատ անկման շարժումը որոշակի բարձրությունից դեպի Երկրի մակերևույթ ընկնող մարմնի շարժումն է առանց սկզբնական արագության, և մարմինը զգում է 9,8 մ/վ² հաստատուն գրավիտացիոն արագացում ։ Արագացումը վեկտորային մեծություն է, ուստի այն ունի և՛ մեծություն, և՛ ուղղություն։ 9,8 մ/վ² գրավիտացիոն արագացման մեծությունը նշանակում է , որ մարմնի արագությունը յուրաքանչյուր 1 վայրկյանը մեկ աճում է 9,8 մ/վրկ-ով։ 2 վայրկյան ազատ անկումից հետո մարմնի արագությունը աճում է մինչև 19,6 մ/վրկ։ Եվ այսպես շարունակ։ Գրավիտացիոն արագացման ուղղությունը դեպի Երկրի կենտրոնն է։
Ցանկացած ազատ անկման մարմնի արագությունը կանոնավոր կերպով մեծանում է, հետևաբար ազատ անկման շարժումը հավասարաչափ արագացված գծային շարժման օրինակ է: Կան հավասարաչափ արագացված գծային շարժման երեք ածանցյալ բանաձևեր, որոնք օգտագործվում են հավասարաչափ գծային շարժման հետ կապված ֆիզիկական մեծությունները հաշվարկելու համար, ինչպիսիք են հեռավորությունը, սկզբնական և վերջնական արագությունը, ժամանակային միջակայքը և արագացումը: Երեք բանաձևերն են՝ v t = v o + at, s = v o t + ½ at 2 , v t 2 = v o 2 + 2 as, որտեղ v t = վերջնական արագություն, v o = սկզբնական արագություն, a = մարմնի արագացում, t = ժամանակային միջակայք, s = անցած հեռավորություն, v o = սկզբնական արագություն:
Ազատ անկումը հավասարաչափ արագացված գծային շարժման օրինակ է, հետևաբար ազատ անկման դեպքում օգտագործվող բանաձևը հիմնականում նույնն է, ինչ վերևում նշված հավասարաչափ արագացված գծային շարժման բանաձևը, և հարմարեցված է ազատ անկման իրավիճակին և պայմաններին: Վերը նշված երեք բանաձևերը, եթե վերածվեն ազատ անկման բանաձևի, կփոխվեն v-ի:t = gt, h = ½ gt2մեջt2 = 2 gh, որտեղ vt = վերջնական արագություն, g = գրավիտացիոն արագացում, t = ժամանակային միջակայք, h = ուղղահայաց ուղղությամբ անցած բարձրություն կամ հեռավորություն։
Այս փորձի մեջ գրավիտացիոն արագացումը հաշվարկվում է ազատ անկման շարժման բանաձևերից մեկի միջոցով, այն է՝ h = ½ գտ2Մյուս երկու բանաձևերը չեն կարող օգտագործվել, քանի որ այս փորձի մեջ վերջնական արագությունը (vt) առարկաները չեն կարող չափվել։ Գրավիտացիոն արագացման մեծությունը հաշվարկելու համար բանաձևը փոխվում է գ = 2 ժ / տ2.
Փորձարարական քայլեր :
1. Չափեք այն բարձրությունը, որի վրա առարկան ազատ կընկնի, այնուհետև մուտքագրեք այն տվյալների աղյուսակում և վերլուծեք տվյալները՝ թիվ 1:
2. Գցեք առարկան և չափեք այն ժամանակի միջակայքը, որի ընթացքում առարկան ազատորեն կընկնի, այնուհետև մուտքագրեք այն տվյալների աղյուսակում և վերլուծեք տվյալները՝ թիվ 1:
3. Հաշվարկեք գրավիտացիոն արագացման մեծությունը՝ օգտագործելով g = 2 h / t բանաձևը։2, ապա մուտքագրեք հաշվարկի արդյունքները տվյալների աղյուսակում և տվյալների վերլուծության մեջ՝ թիվ 1:
4. Կրկնեք 1-ից 3 քայլերը, ապա մուտքագրեք արդյունքները տվյալների աղյուսակում և տվյալների վերլուծության մեջ՝ 2 և 3 թվերով։
5. Հաշվարկեք միջին գրավիտացիոն արագացումը։ Եթե փորձը կրկնվի երեք անգամ, ապա կլինի գրավիտացիոն արագացման երեք արժեք։ Գումարեք երեք արժեքները և բաժանեք երեքի։ Գրանցեք ձեր արդյունքները աղյուսակում։
Տվյալներ և տվյալների վերլուծություն :
| Ոչ | Բարձրություն (մետր) | Ժամանակի միջակայք (վայրկյաններ) | Ձգողականության արագացում (մ/վ)2) * |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| Միջին | |||
* Հաշվարկման գործընթացը ներառեք այս բաժնում
Եզրակացությունn :
Ձևակերպեք ձեր եզրակացությունը՝ հիմնվելով ստացված փորձարարական արդյունքների վրա՝ հղում անելով փորձարարական նպատակներին և տեսական հիմքին։ Ուղղորդող հարցեր՝
– Որքա՞ն գրավիտացիոն արագացում ստացաք փորձի միջոցով։
– Ձգողականության արագացման մեծությունը հավասար է կամ մոտ է 9,8 մ/վրկ-ին։2 ?
– Եթե ստացված գրավիտացիոն արագացման մեծությունը շատ տարբեր է 9,8 մ/վրկ-ից2, ի՞նչ գործոններ են ազդում դրա վրա։
