Гравитациялық үдеу эксперименті

Гравитациялық үдеу экспериментіне арналған нұсқаулар

Тәжірибенің мақсаты :

– Оқушылар тәжірибе нәтижелеріне сүйене отырып, гравитациялық үдеудің шамасын анықтай алады.

Құралдар мен материалдар :

– Секундомер
– Кішкентай тастар (басқа заттарды пайдалануға болады)
- ұзындықты өлшеу құралы немесе сызғыш

Негізгі теория :

Гравитацияның үдеуі

Гравитациялық үдеу - белгілі бір биіктіктен Жер бетіне қарай еркін құлаған нысанның үдеуін білдіреді. Физиктер жүргізген тәжірибелерге сүйене отырып, Жердің гравитациялық үдеуінің шамасы 9,8 м/с құрайды.²Бұл орташа мән. Әр түрлі жерлерде гравитациялық үдеу дәл 9,8 м/с болмауы мүмкін.²Сұрақтарды есептеуді жеңілдету үшін кейде гравитациялық үдеудің мәні 9,8 м/с құрайды.² бұл 10 м/с дейін дөңгелектенеді²Гравитациялық үдеудің бағыты жердің центріне немесе жер бетіне перпендикуляр.

Еркін түсу қозғалысы және оның гравитациялық үдеумен байланысы

Еркін түсу - бұл белгілі бір биіктіктен жер бетіне қарай бастапқы жылдамдықсыз құлайтын және 9,8 м/с тұрақты гравитациялық үдеуді сезінетін дененің қозғалысы.²Үдеу векторлық шама, сондықтан оның шамасы да, бағыты да бар. Ауырлық күшінің әсерінен пайда болған үдеудің шамасы 9,8 м/с құрайды.² Бұл нысанның жылдамдығы секундына 9,8 м/с-қа артатынын білдіреді. Еркін құлаудың 2 секундынан кейін нысанның жылдамдығы 19,6 м/с-қа дейін артады. Және тағы басқалар. Гравитациялық үдеудің бағыты Жердің орталығына қарай.

Кез келген заттың еркін құлау кезіндегі жылдамдығы үнемі артады, сондықтан еркін құлау біркелкі үдемелі сызықтық қозғалыстың мысалы болып табылады. Біркелкі үдемелі сызықтық қозғалысқа қатысты физикалық шамаларды есептеу үшін қолданылатын біркелкі үдемелі сызықтық қозғалыстың үш туынды формуласы бар, мысалы, қашықтық, бастапқы және соңғы жылдамдық, уақыт аралығы және үдеу. Үш формула: v_t = v_o + кезінде, s = v_o t + ½ кезінде²жылы_t² = v_o² + 2 as, мұндағы v_t = соңғы жылдамдық, v_o = бастапқы жылдамдық, a = нысанның үдеуі, t = уақыт аралығы, s = жүрілген қашықтық, v_o = бастапқы жылдамдық.

Еркін түсу біркелкі үдемелі сызықтық қозғалыстың мысалы болып табылады, сондықтан еркін түсуде қолданылатын формула негізінен жоғарыдағы біркелкі үдемелі сызықтық қозғалыс формуласымен бірдей және еркін түсу жағдайы мен шарттарына бейімделген. Жоғарыдағы үш формула, егер еркін түсу формуласына түрлендірілсе, v-ге өзгереді._t = gt, h = ½ gt²жылы_t² = 2 gh, мұндағы v_t = соңғы жылдамдық, g = гравитациялық үдеу, t = уақыт аралығы, h = тік бағытта жүрілген биіктік немесе қашықтық.
Бұл тәжірибеде гравитациялық үдеу еркін түсу қозғалысының формулаларының бірін пайдаланып есептеледі, атап айтқанда h = ½ gt²Басқа екі формуланы пайдалану мүмкін емес, себебі бұл тәжірибеде соңғы жылдамдық (v_t) нысандарды өлшеу мүмкін емес. Гравитациялық үдеудің шамасын есептеу үшін формула келесідей өзгертіледі g = 2 сағ / т².

Тәжірибелік қадамдар :

1. Заттың еркін құлайтын биіктігін өлшеңіз, содан кейін оны деректер кестесіне енгізіңіз және 1-ші нөмірлі деректерді талдаңыз.
2. Затты тастаңыз және оның еркін құлау уақыт аралығын өлшеңіз, содан кейін оны деректер кестесіне енгізіп, 1-ші нөмірлі деректерді талдаңыз.
3. g = 2 сағ / т формуласын қолданып, гравитациялық үдеудің шамасын есептеңіз.², содан кейін есептеу нәтижелерін деректер кестесіне және 1-ші деректерді талдауға енгізіңіз.
4. 1-ден 3-ке дейінгі қадамдарды қайталаңыз, содан кейін нәтижелерді деректер кестесіне және деректерді талдауға, 2 және 3 сандарына енгізіңіз.
5. Орташа гравитациялық үдеуді есептеңіз. Егер тәжірибе үш рет қайталанса, гравитациялық үдеудің үш мәні болады. Үш мәнді қосып, үшке бөліңіз. Нәтижелерді кестеге жазыңыз.

Деректер және деректерді талдау :

* Осы бөлімде есептеу процесін қосыңыз

Қорытындыn:

Эксперименттік мақсаттар мен теориялық негізге сүйене отырып, алынған эксперименттік нәтижелерге сүйене отырып, қорытындыңызды білдіріңіз. Бағыттаушы сұрақтар:
– Тәжірибе арқылы қанша гравитациялық үдеу алынды?
– Ауырлық күшінің әсерінен пайда болған үдеудің шамасы 9,8 м/с-қа тең немесе оған жақын ба?² ?
– Егер сіз алған гравитациялық үдеудің шамасы 9,8 м/с-тан өте өзгеше болса², оған қандай факторлар әсер етеді?