Томский политехнический университет

Отделение естественных наук ШБИП

Отчет по лабораторной работе В-М01

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕМАТИКИ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Студент гр. 5А36

Ф.И.О. Кондрашов М.А.

к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН

________________________

^{подпись преподавателя}

Цель работы: определение кинематических параметров равноускоренного движения тела в поле силы тяжести.

КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Система отсчета – это тело отсчета (реальное или воображаемое) и связанную с ним систему координат, а также определенный способ измерения времени

Материальная точка – физический объект, размерами которого по условиям рассматриваемой задачи можно пренебречь (размеры и форма тела несущественны при описании движения, а важна только масса)

Существует три способа описания движения физического тела: векторный, координатный и естественный (траекторный)

Векторный способ: вид функции 𝑟⃗ = 𝑟⃗(𝑡)

Координатный способ: движение описывается тремя уравнениями 𝑥 = 𝑥(𝑡), 𝑦 = 𝑦(𝑡), 𝑧 = 𝑧(𝑡)

Естественный (траекторный) способ: 𝑦 = 𝑦(𝑥), 𝑧 = 𝑧(𝑥), 𝑠 = 𝑠(𝑡).

Криволинейное движение – это сложное движение, его можно представить как

Сумма двух любых других законов движения

Движение тела, брошенного под углом к горизонту складывается из:

двух движений:

1) равномерного и прямолинейного движения по оси OX;

2) равнопеременного движения тела по оси OY

Кинематические уравнения движения тела в векторной форме

Кинематические уравнения движения в векторной форме:
, так как , то	, , так как , то

СХЕМА УСТАНОВКИ

1- набор шариков	8- рукоятка механизма натяжения пружины
2- подставка для пружинной пушки	9- кнопка выстрела
3- пружинная пушка	10- кнопки увеличения/уменьшения текущего времени
4- стол лабораторный	11- табло текущего времени
5- ж/к панель	12- ж/к табло текущей координаты Y
6-угловая шкала	13- ж/к табло текущей координаты X
7- стрелка, указывающая угол поворота пушки

РАБОЧИЕ ФОРМУЛЫ

(С пояснением величин, в них входящих)

; , где v0 – начальная скорость, α – угол броска к горизонту

; , где

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Упражнение 1

Исследование кинематических зависимостей, описывающих движение шарика, брошенного под углом к горизонту с начальной скорости (согласно варианту).

Вариант №___5____ Таблица 1

45 15
t, c	x,	y,	tпол, с	hmax, м	Lmax, м
2.16	22.83	0.00	2.16	5.74	22.83
2.14	22.67	0.26
2.12	22.46	0.47
2.10	22.25	0.67
2.08	22.03	0.87
2.06	21.82	1.06
2.04	21.61	1.25
2.02	21.40	1.43
2.00	21.19	1.62
1.98	20.97	1.79
1.96	20.76	1.97
20 5
t, c	x,	y,	tпол, с	hmax, м	Lmax, м
0.36	1.66	0.00	0.36	0.14	1.66
0.34	1.59	0.01
0.32	1.5	0.04
0.30	1.4	0.07
0.28	1.31	0.09
0.26	1.22	0.11
0.24	1.12	0.12
0.22	1.03	0.13
0.20	0.93	0.14
0.18	0.84	0.14
0.16	0.75	0.14

Упражнение 2

Вариант №___5____ Таблица 2

№ п/п	α, град	, м /c	hmax, м	Lmax, м
1	200	10	0.59	6.58
2	300		1.27	8.82
3	400		2.10	9.84
4	450		2.55	10.06
5	500		2.99	9.99
6	600		3.82	8.8
7	800		4.94	3.49

Упражнение 3.

α= 50 Вариант №____5___ Таблица 3

№ п/п	α	, м /c	tпол, С	hmax, м	Lmax, м
1	50	5	0.78	0.74	2.47
2		10	1.54	2.99	9.87
3		15	2.36	6.74	22.64
4		20	3.1	11.99	39.76

Измерения провел студент группы 5А36 Кондрашов Максим

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Упражнение 1

График зависимостей . для , и ,

Радиус кривизны

R_O1 = = = 32.28 м.

R_O2 = = = 3.59 м.

R_B1 = = = 11.56 м.

R_B2 = = = 1.28 м.

R_A1= = = 32.3 м.

(t= 0.96 , )

R_A2= = = 3.59 м.

(t= 0.10 , )

R_С1= = = 32.3 м.

(t= 1.96 ,

R_С2= = = 3.59 м.

(t= 0.34 ,

Графики зависимостей

; для , и , ; для , и ,

Упражнение 2

График зависимости высоты подъема от угла бросания и при постоянной начальной скорости бросания шарика.

Упражнение 3

График зависимости высоты подъема и дальности полета от начальной скорости бросания шарика при постоянном угле бросания α.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что изучает кинематика?

2. Каковы кинематические характеристики движения?

3. Что такое система отсчета, тело отсчета?

4. Какой метод описания движения тела используется в данной работе?

5. Как можно описать движение тела, брошенного под углом к горизонту?

6. От каких параметров зависит дальность полета и максимальная высота подъема?

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выполнил студент группы 5А36

Кондрашов М.А.

Проверил Преподаватель__________________

_______________________________________