Лабораторные работы по механике. Лабораторная работа № 1. Изучение движения тела в поле силы тяжести.

1. Краткая теория.

Пусть тело, брошенное на высоте H = 0 с начальной скоростью V₀ под некоторым углом  к горизонту, свободно движется вблизи поверхности Земли. Ускорение свободного падения можно считать неизменным и равным по модулю g

V_0x = V₀ cos  V_0y = V₀ sin 

a_x = 0; a_y = g .

В этих условиях тело движется равномерно вдоль оси х и равноускоренно вдоль оси y. Тело будет двигаться по параболической траектории.

Время полета

.

Дальность полета:

l = l_max при  = 45^o.

Максимальная высота подъема:

.

Если начальная высота H не равна нулю, тело также будет двигаться по параболической траектории.

Следует помнить о том, что компьютерная модель не учитывает влияния сопротивления воздуха на движущееся тело.

2. Изучение движения тела, брошенного вертикально или горизонтально.

Прежде чем приступить к выполнению конкретных заданий, повторим основные правила работы с данной компьютерной моделью. После запуска первой части лабораторной работы в левой половине экрана монитора должно появиться следующее окно

Нажмите на кнопку "Описание лабораторной работы" и дополнительно в правой половине экрана появится настоящее описание. В этом состоянии экрана вы будете выполнять работу.

Для установки начальных параметров заданий используйте линейки выбора. Для детального анализа движения тела применяйте пошаговое выполнение модели (см. "Работа с моделями").

Изучение движения тела, брошенного вертикально.

Теперь вам необходимо выполнить указанный преподавателем вариант задания из следующего списка. Измерения следует проводить в пошаговом режиме работы модели. Полученные результаты нужно занести в лабораторную тетрадь.

Вариант 1. С какой высоты должно упасть тело, чтобы приобрести скорость 72 км/ч?

Вариант 2. С какой скоростью нужно бросить вертикально тело с высоты H = 40 м , чтобы оно упало на 1 с позднее, чем в случае свободного падения?

Вариант 3. Камень брошен вертикально вверх со скоростью v₀ = 25 м/с. Через сколько времени он будет на высоте: а) h₁ = 20 м? h₂ = 32 м?

Вариант 4. Тело брошено вверх со скоростью 25 м/с. Определить время и высоту подъема тела, скорость, с которой тело достигло земли, и время падения тела.

Вариант 5. Свободно падающее тело прошло последние 10 м за 0,3 с. Определить высоту падения и скорость в последний момент падения.

Вариант 6. В последнюю секунду свободно падающее тело прошло половину своего пути. Сколько времени и с какой высоты падало тело?

Вариант 7. В последнюю секунду свободно падающее тело прошло 20 м. С какой высоты и сколько времени падало тело, с какой скоростью достигло тело земли?

Вариант 8. В последнюю секунду свободного падения тело прошло путь вдвое больший, чем в предыдущую секунду. С какой высоты падало тело?

Вариант 9. Одно тело находится выше другого на 20 м. Оба тела свободно падают, причем второе начало падать в тот момент, когда первое находилось на одной высоте с ним. Чему равны скорости падающих тел у поверхности земли и через сколько времени после первого упало второе тело, если второе тело падало 2,5 с?

Вариант 10. Камень, брошенный вертикально вверх, упал на землю через две секунды. Определить путь и перемещение камня за 1; 1,5 и 2 с. Какую скорость приобретет камень за эти промежутки времени? Чему равна средняя скорость перемещения камня за все время движения?

Вариант 11. Тело, брошенное вертикально вверх, проходит в первую половину секунды половину высоты подъема. Какой путь пройдет тело в последнюю секунду падения?

Вариант 12. Тело брошено вертикально вверх со скоростью v₀ = 25 м/с. Сколько времени оно будет находиться на высоте, большей h₁ = 30 м?