Experiment de accelerație gravitațională

Instrucțiuni pentru experimentul de accelerație gravitațională

Obiectivele experimentului :

– Elevii pot afla magnitudinea accelerației gravitaționale pe baza rezultatelor experimentului.

Unelte și materiale :

– Cronometru
– Pietre mici (puteți folosi și alte obiecte)
– Riglă sau instrument de măsurare a lungimii

Teoria de bază :

Accelerarea gravitației

Accelerația gravitațională este accelerația experimentată de un obiect care cade liber de la o anumită înălțime spre suprafața Pământului. Pe baza experimentelor efectuate de fizicieni, magnitudinea accelerației gravitaționale a Pământului este de 9,8 m/s² ^. Aceasta este o valoare medie. Magnitudinea accelerației gravitaționale în mai multe locuri diferite poate să nu fie exact aceeași cu 9,8 m/s² ^. Pentru a simplifica calculele, uneori valoarea accelerației gravitaționale de 9,8 m/s² ^este rotunjită la 10 m/s² ^. Direcția accelerației gravitaționale este spre centrul Pământului sau perpendiculară pe suprafața solului.

Mișcarea de cădere liberă și relația acesteia cu accelerația gravitațională

Mișcarea de cădere liberă este mișcarea unui obiect care cade de la o anumită înălțime către suprafața solului fără viteză inițială, iar obiectul experimentează o accelerație gravitațională constantă de 9,8 m/s² ^. Accelerația este o mărime vectorială, deci are atât magnitudine, cât și direcție. Magnitudinea accelerației gravitaționale de 9,8 m/s² ^înseamnă că viteza obiectului crește cu 9,8 m/s la fiecare secundă. După o cădere liberă timp de 2 secunde, viteza obiectului crește la 19,6 m/s. Și așa mai departe. Direcția accelerației gravitaționale este spre centrul Pământului.

Viteza oricărui obiect în cădere liberă crește regulat, prin urmare, mișcarea în cădere liberă este un exemplu de mișcare liniară uniform accelerată. Există trei formule derivate ale mișcării liniare uniform accelerate care sunt utilizate pentru a calcula mărimile fizice legate de mișcarea liniară uniformă, cum ar fi distanța, viteza inițială și finală, intervalul de timp și accelerația. Cele trei formule sunt: ​​vt ^{= v o + la, s = v o t + ½ la 2, v t² = v o²} ₊ 2 _la , _unde v ^t = _viteza finală _, v _o = _viteza inițială, a = accelerația obiectului, t = intervalul de timp, s = distanța parcursă, v ^o ₌ viteza inițială.

Căderea liberă este un exemplu de mișcare liniară uniform accelerată, prin urmare, formula utilizată în căderea liberă este practic aceeași cu formula pentru mișcarea liniară uniform accelerată de mai sus, dar este ajustată la situația și condițiile de cădere liberă. Cele trei formule de mai sus, dacă sunt convertite într-o formulă de cădere liberă, se vor schimba în v._t = gt, h = ½ gt²în_t² = 2 gh, unde v_t = viteza finală, g = accelerația gravitațională, t = intervalul de timp, h = înălțimea sau distanța parcursă pe direcție verticală.
În acest experiment, accelerația gravitațională este calculată folosind una dintre formulele mișcării de cădere liberă, și anume h = ½ gt²Celelalte două formule nu pot fi utilizate deoarece în acest experiment viteza finală (v_t) obiectele nu pot fi măsurate. Pentru a calcula magnitudinea accelerației gravitaționale, formula se schimbă în g = 2 h / t².

Etape experimentale :

1. Măsurați înălțimea la care obiectul va cădea liber, apoi introduceți-o în tabelul de date și analizați datele, numărul 1.
2. Aruncați obiectul și măsurați intervalul de timp necesar pentru ca acesta să cadă liber, apoi introduceți-l în tabelul de date și analizați datele, numărul 1.
3. Calculați magnitudinea accelerației gravitaționale folosind formula g = 2 h / t², apoi introduceți rezultatele calculului în tabelul de date și analiza datelor, numărul 1.
4. Repetați pașii 1-3, apoi introduceți rezultatele în tabelul de date și analiza datelor, numerele 2 și 3.
5. Calculați accelerația gravitațională medie. Dacă experimentul este repetat de trei ori, vor exista trei valori ale accelerației gravitaționale. Adunați cele trei valori și împărțiți la trei. Înregistrați rezultatele într-un tabel.

Date și analiza datelor :

* Includeți procesul de calcul în această secțiune

Concluzien:

Formulați concluzia pe baza rezultatelor experimentale obținute, referindu-vă la obiectivele experimentale și la baza teoretică. Întrebări directoare:
– Ce accelerație gravitațională ai obținut prin experiment?
– Este magnitudinea accelerației gravitaționale egală cu sau apropiată de 9,8 m/s?² ?
– Dacă magnitudinea accelerației gravitaționale obținute este foarte diferită de 9,8 m/s², ce lucruri îl influențează?