№1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ
учебно-методическое пособие по физике

№1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ

Цель работы: Установить соотношение между перемещениями, совершаемыми телом за чередующиеся один за другим равные промежутки времени при равноускоренном прямолинейном движении из состояния покоя.

Оборудование Жёлоб прямой, шарик, секундомер, стальной цилиндр (калориметрическое тело), рулетка, штатив.

Необходимые сведения

Объектом наблюдения является стальной шарик, скатывающийся по наклонному жёлобу. Экспериментальная установка для проведения работы показана на рисунке 4.

Рис. 4

Если шарик начинает движение из состояния покоя (U, = 0) и за
первый интервал времени совершит перемещение S1, за следующий такой же интервал времени – S2, а затем S3 и т. д., то справедливо соотношение: S1 : S2: S3: ... = 1:3:5:....(1)
Соотношение перемещений (1) выполняется только при движении тела по прямой с постоянным ускорением, поэтому является признаком равноускоренного прямолинейного движения Справедливо и обратное утверждение. Если отношения перемещений, совершённых телом на соседних участках траектории при движении с постоянным ускорением, относятся как последовательный ряд нечётных чисел, то промежутки времени, за которые эти перемещения совершены, равны. Например, если перемещение S AB (рис. 5) совершено за время
tAB, а перемещение SBC — за время t BC, причём SAB : SBC = 1 : 3, то tAB = tAC  и, следовательно,
t AB = 2t AB               (2)
Равенство (2) и проверяется в эксперименте.
Подготовка к работе
1. Докажите справедливость соотношения (1).
2. Укажите факторы, которые могут повлиять на значение относительной погрешности измерения времени в данном эксперименте. Предложите способы уменьшения их влияния.
3. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Закрепите жёлоб в наклонном положении, как показано на рисунке. Отрегулируйте наклон так, чтобы время скатывания шарика было как можно большим.

2. Поместите на нижний конец жёлоба цилиндр. Нанесите карандашом на жёлобе метку напротив того основания цилиндра, о которое ударится шарик, скатившись по жёлобу (на рис. 5- метка С).

3. Поместите шарик и цилиндр на верхний конец жёлоба. Цилиндр должен располагаться ниже шарика. Нанесите карандашом на жёлобе метку напротив основания цилиндра, которого касается шарик (на рис. 5 метка А).

4. Измерьте рулеткой расстояние L между метками А и С. Разделите полученное значение на четыре. Нанесите на жёлоб третью метку на расстоянии, равном 4 от верхней (на рис. 5

метка В).

4

5. Удерживая одной рукой шарик возле метки А, другой рукой переместите цилиндр к метке В.

6. Отпустите шарик и одновременно включите секундомер. В момент удара шарика о цилиндр секундомер выключите и опре делите время АВ движения шарика на участке АВ.

7. Повторите опыт 8-10 раз, каждый раз измеряя и записывая значения времени А и С движения шарика.

8. Вычислите среднее время 1 АВ ср ИАС с движения шарика. 9. Запишите время в движения шарика с учётом погрешности измерения: АВАВ = ∆t.

10. Вычислите и запишите с учётом погрешности измерения зна чение величины 21 лв

11. Запишите время АС движения шарика с учётом погрешности измерения: Ассер М.

12. Используя правило сравнения результатов, установите, пере- крываются ли интервалы возможных значений величин 21 лв и Ас Сделайте вывод о справедливости выражения (2).