Esperimento di accelerazione gravitazionale

Istruzioni per l'esperimento sull'accelerazione gravitazionale

Scopo dell'esperimento :

– Gli studenti possono determinare l'entità dell'accelerazione gravitazionale in base ai risultati dell'esperimento.

Strumenti e materiali :

– Cronometro
– Pietre piccole (si possono usare anche altri oggetti)
– Righello o strumento di misurazione per la lunghezza

Teoria di base :

Accelerazione di gravità

L'accelerazione gravitazionale è l'accelerazione subita da un oggetto che cade liberamente da una certa altezza verso la superficie terrestre. In base agli esperimenti condotti dai fisici, l'accelerazione gravitazionale terrestre è pari a 9,8 m/s².²Questo è un valore medio. L'accelerazione di gravità in punti diversi potrebbe non essere esattamente pari a 9,8 m/s².²Per semplificare i calcoli, a volte il valore dell'accelerazione gravitazionale è pari a 9,8 m/s².² questo valore viene arrotondato a 10 m/s²La direzione dell'accelerazione gravitazionale è verso il centro della Terra, ovvero perpendicolare alla superficie terrestre.

Moto di caduta libera e sua relazione con l'accelerazione gravitazionale

La caduta libera è il moto di un oggetto che cade da una certa altezza verso la superficie del suolo senza velocità iniziale e subisce un'accelerazione gravitazionale costante di 9,8 m/s².²L'accelerazione è una grandezza vettoriale, quindi possiede sia modulo che direzione. Il modulo dell'accelerazione di gravità è di 9,8 m/s².² Ciò significa che la velocità dell'oggetto aumenta di 9,8 m/s ogni secondo. Dopo 2 secondi di caduta libera, la velocità dell'oggetto aumenta a 19,6 m/s. E così via. La direzione dell'accelerazione gravitazionale è verso il centro della Terra.

La velocità di qualsiasi oggetto in caduta libera aumenta regolarmente, quindi la caduta libera è un esempio di moto lineare uniformemente accelerato. Esistono tre formule derivate per il moto lineare uniformemente accelerato che vengono utilizzate per calcolare grandezze fisiche relative al moto lineare uniforme, come distanza, velocità iniziale e finale, intervallo di tempo e accelerazione. Le tre formule sono: v_t = v_o + at, s = v_o t + ½ a²in_t² = v_o² + 2 come, dove v_t = velocità finale, v_o = velocità iniziale, a = accelerazione dell'oggetto, t = intervallo di tempo, s = distanza percorsa, v_o = velocità iniziale.

La caduta libera è un esempio di moto lineare uniformemente accelerato, quindi la formula utilizzata nella caduta libera è sostanzialmente la stessa della formula per il moto lineare uniformemente accelerato sopra, ma adattata alla situazione e alle condizioni della caduta libera. Le tre formule sopra, se convertite in una formula per la caduta libera, cambieranno in v._t = gt, h = ½ gt²in_t² = 2 gh, dove v_t = velocità finale, g = accelerazione gravitazionale, t = intervallo di tempo, h = altezza o distanza percorsa in direzione verticale.
In questo esperimento, l'accelerazione gravitazionale viene calcolata utilizzando una delle formule del moto di caduta libera, vale a dire h = ½ gt². Le altre due formule non possono essere utilizzate perché in questo esperimento la velocità finale (v_t) gli oggetti non possono essere misurati. Per calcolare l'entità dell'accelerazione gravitazionale, la formula viene modificata in g = 2 h / t².

Fasi sperimentali :

1. Misurare l'altezza dalla quale l'oggetto cadrà liberamente, quindi inserirla nella tabella dati e analizzare i dati, numero 1.
2. Lascia cadere l'oggetto e misura l'intervallo di tempo impiegato dall'oggetto per cadere liberamente, quindi inseriscilo nella tabella dati e analizza i dati, punto 1.
3. Calcola il modulo dell'accelerazione gravitazionale utilizzando la formula g = 2 h / t², quindi inserire i risultati del calcolo nella tabella dati e nell'analisi dei dati, numero 1.
4. Ripetere i passaggi da 1 a 3, quindi inserire i risultati nella tabella dati e nell'analisi dei dati, punti 2 e 3.
5. Calcola l'accelerazione gravitazionale media. Se l'esperimento viene ripetuto tre volte, si otterranno tre valori di accelerazione gravitazionale. Somma i tre valori e dividi per tre. Registra i risultati in una tabella.

Dati e analisi dei dati :

* Includere il processo di calcolo in questa sezione

Conclusionen:

Esprimete le vostre conclusioni sulla base dei risultati sperimentali ottenuti, facendo riferimento agli obiettivi sperimentali e alle basi teoriche. Domande guida:
– Quanta accelerazione gravitazionale avete ottenuto con l'esperimento?
– L'intensità dell'accelerazione di gravità è pari o vicina a 9,8 m/s²?² ?
– Se l'entità dell'accelerazione gravitazionale che si ottiene è molto diversa da 9,8 m/s²Quali fattori lo influenzano?