Instructiones ad experimentum accelerationis gravitatis
Propositum experimenti :
Discipuli magnitudinem accelerationis gravitatis ex experimenti eventibus invenire possunt.
Instrumenta et materiae :
– Horologium temporis
– Lapides parvi (aliis rebus uti potes)
– Regula vel instrumentum mensurae longitudinis
Theoria fundamentalis :
Acceleratio gravitatis
Acceleratio gravitatis est acceleratio quam patitur obiectum libere cadens ex certa altitudine versus superficiem Telluris. Secundum experimenta a physicis facta, magnitudo accelerationis gravitatis Telluris est 9,8 m/s.2Hic valor medius est. Acceleratio gravitatis in locis diversis fortasse non exacte 9,8 m/s est.2Ut quaestiones facilius calculentur, interdum valor accelerationis gravitatis est 9,8 m/s.2 Hoc ad 10 m/s rotundatur.2Directio accelerationis gravitatis est versus centrum terrae vel perpendicularis ad superficiem soli.
Motus casus liberi et eius relatio ad accelerationem gravitatis
Casus liber est motus obiecti cadentis ex certa altitudine versus superficiem terrae sine velocitate initiali, et obiectum accelerationem gravitatis constantem 9,8 m/s subit.2Acceleratio est quantitas vectorialis, ergo et magnitudinem et directionem habet. Magnitudo accelerationis gravitatis est 9,8 m/s.2 Hoc significat celeritatem obiecti crescere 9,8 m/s singulis secundis. Post casum liberum per 2 secundas, celeritas obiecti crescit ad 19,6 m/s. Et sic porro. Directio accelerationis gravitatis est versus centrum Terrae.
Celeritas cuiuslibet obiecti in caduta libera regulariter crescit, ergo caduta libera exemplum est motus linearis uniformiter accelerati. Tres formulae derivatae sunt pro motu lineari uniformiter accelerato quae adhibentur ad quantitates physicas ad motum linearem uniformem pertinentes calculandas, ut distantia, velocitas initialis et finalis, intervallum temporis, et acceleratio. Tres formulae sunt: vt v =o + apud, s = vo t + ½ apud2,t2 v =o2 + 2 ut, ubi vt = celeritas finalis, vo = velocitas initialis, a = acceleratio obiecti, t = intervallum temporis, s = spatium percursum, vo = celeritas initialis
Casus liber exemplum motus linearis uniformiter accelerati est, ergo formula in casu libero adhibita eadem est ac formula pro motu lineari uniformiter accelerato supra, sed accommodata est ad condicionem et condiciones casus liberi. Tres formulae supra, si in formulam casus liberi convertantur, mutabuntur ad v.t = gt, h = ½ gt2,t2 = 2 gh, ubi vt = celeritas finalis, g = acceleratio gravitatis, t = intervallum temporis, h = altitudo vel spatium percursum in directione verticali.
In hoc experimento, acceleratio gravitatis computatur utens una ex formulis motus liberi casus, nempe h = ½ gt2Aliae duae formulae adhiberi non possunt quia in hoc experimento celeritas finalis (vt) res metiri non possunt. Ad magnitudinem accelerationis gravitatis calculandam, formula mutatur ad g = 2 h / t2.
Gradus experimentales :
1. Altitudinem, qua res libere cadet, metire, deinde eam in tabulam datorum inscribe et data, numero 1, perscrutare.
2. Obiectum demitte et intervallum temporis quo obiectum libere cadere debet metire, deinde in tabulam datorum inscribe et data, numero 1, perscrutare.
3. Magnitudinem accelerationis gravitatis calcula utens formula g = 2 h / t.2, deinde eventus calculi in tabulam datorum et analysin datorum, numero 1, inscribe.
4. Gradus 1 ad 3 itera, deinde eventus in tabula datorum et analysi datorum, numeris 2 et 3, inscribe.
5. Accelerationem gravitatis mediam computa. Si experimentum ter repetatur, tres valores accelerationis gravitatis erunt. Tres valores simul adde et per tres divide. Resultatus tuos in tabula scribe.
Data et analysis datorum :
| nullum | Altitudo (metris) | Intervallum temporis (secunda) | Acceleratio gravitatis (m/s)2) * |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| Mediocris | |||
* Processum computationis in hac sectione include
Conclusion:
Conclusionem tuam ex experimentis adeptis profer, ad proposita experimentalia et fundamentum theoreticum referens. Quaestiones duces:
– Quanta acceleratio gravitatis per experimentum adeptus es?
– Estne magnitudo accelerationis gravitatis aequalis vel proxima 9,8 m/s?2 ?
– Si magnitudo accelerationis gravitatis quam obtines valde differt a 9,8 m/s2, quae res id afficiunt?