Eksperimenti i përshpejtimit gravitacional

Udhëzime për eksperimentin e nxitimit gravitacional

Objektivat e eksperimentit :

– Nxënësit mund të zbulojnë madhësinë e nxitimit gravitacional bazuar në rezultatet e eksperimentit.

Mjete dhe materiale :

– Kronometri
– Gurë të vegjël (mund të përdorni objekte të tjera)
– Vizor ose mjet matës për gjatësinë

Teoria bazë :

Përshpejtimi i gravitetit

Përshpejtimi gravitacional është përshpejtimi që përjeton një objekt që bie lirisht nga një lartësi e caktuar drejt sipërfaqes së Tokës. Bazuar në eksperimentet e kryera nga fizikantët, madhësia e përshpejtimit gravitacional të Tokës është 9,8 m/s.²Kjo është një vlerë mesatare. Përshpejtimi për shkak të gravitetit në vende të ndryshme mund të mos jetë saktësisht 9,8 m/s.²Për ta bërë më të lehtë llogaritjen e pyetjeve, ndonjëherë vlera e nxitimit gravitacional është 9,8 m/s.² kjo rrumbullakoset në 10 m/s²Drejtimi i nxitimit gravitacional është drejt qendrës së tokës ose pingul me sipërfaqen e tokës.

Lëvizja e rënies së lirë dhe lidhja e saj me përshpejtimin gravitacional

Rënia e lirë është lëvizja e një objekti që bie nga një lartësi e caktuar drejt sipërfaqes së tokës pa shpejtësi fillestare dhe objekti përjeton një përshpejtim gravitacional konstant prej 9,8 m/s.²Nxitimi është një madhësi vektoriale, kështu që ka si madhësi ashtu edhe drejtim. Madhësia e nxitimit për shkak të gravitetit është 9,8 m/s.² Kjo do të thotë që shpejtësia e objektit rritet me 9,8 m/s çdo sekondë. Pas rënies së lirë për 2 sekonda, shpejtësia e objektit rritet në 19,6 m/s. E kështu me radhë. Drejtimi i nxitimit gravitacional është drejt qendrës së Tokës.

Shpejtësia e çdo objekti në rënie të lirë rritet rregullisht, prandaj rënia e lirë është një shembull i lëvizjes lineare të përshpejtuar në mënyrë uniforme. Ekzistojnë tre formula të nxjerra për lëvizjen lineare të përshpejtuar në mënyrë uniforme që përdoren për të llogaritur madhësitë fizike që lidhen me lëvizjen lineare uniforme, siç janë distanca, shpejtësia fillestare dhe përfundimtare, intervali kohor dhe nxitimi. Tre formulat janë: v_t v_o + në, s = v_o t + ½ në², v_t² v_o² + 2 si, ku v_t = shpejtësia përfundimtare, v_o = shpejtësia fillestare, a = nxitimi i objektit, t = intervali kohor, s = distanca e përshkuar, v_o = shpejtësia fillestare.

Rënia e lirë është një shembull i lëvizjes lineare të përshpejtuar në mënyrë uniforme, prandaj formula e përdorur në rënien e lirë është në thelb e njëjtë me formulën për lëvizjen lineare të përshpejtuar në mënyrë uniforme më sipër, por është e përshtatur sipas situatës dhe kushteve të rënies së lirë. Tre formulat e mësipërme, nëse shndërrohen në një formulë rënieje të lirë, do të ndryshojnë në v._t = gt, h = ½ gt², v_t² = 2 gh, ku v_t = shpejtësia përfundimtare, g = nxitimi gravitacional, t = intervali kohor, h = lartësia ose distanca e përshkuar në drejtimin vertikal.
Në këtë eksperiment, nxitimi gravitacional llogaritet duke përdorur një nga formulat e lëvizjes së rënies së lirë, përkatësisht h = ½ gt²Dy formulat e tjera nuk mund të përdoren sepse në këtë eksperiment shpejtësia përfundimtare (v_t) objektet nuk mund të maten. Për të llogaritur madhësinë e nxitimit gravitacional, formula ndryshohet në g = 2 orë / t².

Hapat eksperimentalë :

1. Matni lartësinë në të cilën objekti do të bjerë lirisht, pastaj futeni atë në tabelën e të dhënave dhe analizoni të dhënat, numri 1.
2. Hidheni objektin dhe matni intervalin kohor që objekti të bjerë lirisht, pastaj futeni atë në tabelën e të dhënave dhe analizoni të dhënat, numri 1.
3. Llogaritni madhësinë e nxitimit gravitacional duke përdorur formulën g = 2 h / t², pastaj futni rezultatet e llogaritjes në tabelën e të dhënave dhe analizën e të dhënave, numri 1.
4. Përsëritni hapat 1 deri në 3, pastaj futni rezultatet në tabelën e të dhënave dhe analizën e të dhënave, numrat 2 dhe 3.
5. Llogaritni nxitimin mesatar gravitacional. Nëse eksperimenti përsëritet tri herë, do të ketë tre vlera të nxitimit gravitacional. Mblidhni të tre vlerat së bashku dhe pjesëtoni me tre. Regjistroni rezultatet tuaja në një tabelë.

Të dhënat dhe analiza e të dhënave :

* Përfshi procesin e llogaritjes në këtë seksion

Përfundimn:

Shprehni përfundimin tuaj bazuar në rezultatet eksperimentale që keni marrë, duke iu referuar objektivave eksperimentale dhe bazës teorike. Pyetje udhëzuese:
– Sa përshpejtim gravitacional arritët nëpërmjet eksperimentit?
– A është madhësia e nxitimit për shkak të gravitetit e barabartë ose afër 9,8 m/s?² ?
– Nëse madhësia e nxitimit gravitacional që merrni është shumë e ndryshme nga 9,8 m/s², cilat gjëra ndikojnë në të?