108. Механикалық энергияны сақтау заңын зерттеу

1-нұсқа

Дененің еркін құлауы кезіндегі потенциальды және кинетикалық энергиясының өзгерісін салыстыру

Құралдар:83-жұмыстағы құралдар (203-сур. қарау).

Қондырғыны 203-сурет бойынша құрастырып дене қозғалысын жазады (2...-сур). Жасалған жазба бойынша Н денеісінің құлау биіктігін және құлаудың соңындағы V лездік жылдамдығының модулін өлшейді.

Дененің құлау биіктігі лентадағы бірінші және соңғы белгілер арасындағы ара қашықтыққа тең.

Лездік жылдамдықтың модулін есептеуге арналған формуланы келесісей қайта түрлендіру арқылы алады:

	2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 • • • •	2
	248 мм

245-сур. 108-жұмыстағы дененің еркін құлауының жазбасы

, VI 2 Н 2 Л , болғанда

сәйкесінше, «=—, мұнан у = — = -^г, шығады, мұндағы п — дененің құлау биіктігі, /г — лентадағы бірінші және соңғы белгілер арасындағы интервалдар саны, Т – белгі салушы зікірінің 0,02 с тең тербелу кезеңі.

Тиісті өлшеулер мен есептеулерді орындай отырып келесі мәліметтерді аламыз:

Л = 248-10~³ м; /=11-0,02 с = 0,22 с; /п = 0,05 кг.

Дененің потенциальды энергиясының азаюы тең болады

тдН = 5-10“² кг-248-10~³ м-9,8 м/с²= 121 • 10~³ Дж.

Дененің кинетикалық энергиясының ұлғаюы тең болады

3. 127• 10“³ Дж.

то

~2~

Алынған нәтижелердің қатынасын бірліктермен салыстыра отырып өлшеудің қателігін бағалауға болады:

1

= 1,05

27 • 10 Дж

121 • 10 Дж

Оқушы заң 5% қателікпен суреттелгені туралы қорытынды жасауы мүмкін.

Экспериментальды иллюстрацияның сенімділігі жөніндегі қорытынды (тұжырым) қашықтықтың шашыраңқылығымен байланысты кездейсоқ қателікті ескере жасалған болуы мүмкін. Бұл қателік «Электрмагниттік белгі салғыштың көмегімен дененің үдеуін өлшеу» жұмысында көрсетілгендей е_случ = 10% (бір мәрте өлшеу кезіндегі) шегіне ие. Мұнымен салыстырмалы түрде потенциальды энергияны өлшеудің салыстырмалы қателігін есептеуге арналған формуладағы е_т и е_е елемеуге болады:

е, = е_т + е, + е_сдуч = (± • 100% + ^ • 100%) + 10% « 10%.

АЕ = 121 • 10~³-0,1 = 12,10^-3 Дж.

246-сур. 108-жұмыстағы дененің потенциальды энергиясының сенімді мәндерінің интервалы

Эксперименттің (тәжірибенің) сенімділігі 127-10^-3 Дж кинетикалық энергиясының мәні 246-суретте көрсетілген [121 • 10^_3± 12-10~³] Дж интервалына тиесілі екендігімен расталады.

Алынған мәліметтер бойынша үстел мен КПД жылжымалы блогына қатысты жүктерді көтеру бойынша пайдалы және жасалған жұмысты есептеп шығарады.

Өлшеу мен есептеудің үлгілі нәтижелері келесідей болуы мүмкін:

Жүктер салмағы: Р = 3,0 ±0,1 Н.

Жүктердің орналасуы (орын ауыстыруы): 5, = 0,10±0,01 м.

Динамометрдің орналасуы (орын ауыстыруы):5₂ = 0,20±0,01 м.

Жіптің тартылу күші: /⁷ = 2,0±0,1 Н.

Пайдалы жұмыс: Л, = Р5, = 3 Н-0,1 м = 0,3 Дж.

Жасалған жұмыс: А₂= Р3₂ — 2 Н-0,2 м = 0,4 Дж.

Жылжымалы блок КПД:

249-сур. Парақтардың арасына ауа жібергенде олардың жақындауы