2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

№ опыта	Н1, см	S1, см	S1 ср, см	Н2, см	S2, см	S2 ср, см

3. Произведите пробный пуск шарика от верхнего края желоба. Определите место падения шарика на стол. Шарик должен попасть в среднюю часть пленки. При необходимости скорректируйте положение пленки. Приклейте пленку к столу кусочком скотча.

4. С помощью шкалы, нанесенной на направляющей рейки измерьте высоту горизонтальной части желоба над столом - Н₁. С помощью направляющей рейки, установленной горизонтально, отметьте на поверхности стола точку (например, кусочком скотча), над которой располагается окончание горизонтальной части желоба.

5. Пустите шарик от верхнего края желоба и измерьте на поверхности стола расстояние S₁ от точки, находящейся под горизонтальным краем желоба, до отметки, оставленной на пленке шариком при падении.

6. Повторите пуск шарика 5-6 раз. Чтобы скорость, с которой шарик слетает с желоба, была одинаковой во всех опытах, его пускают из одной и той же точки от верхнего края желоба.

7. Вычислите среднее значение расстояния S_{1 ср}.

8. Увеличьте высоту желоба в четыре раза. Проверьте горизонтальность его отогнутой части. Измерьте и при необходимости скорректируйте высоту горизонтального участка Н₂, добившись выполнения условия: Н₂ = 4Н₁.

9. Повторите серию пусков шарика от верхнего края желоба. Для каждого пуска измерьте расстояние S₂ и вычислите среднее значение S_{2 ср}.

10. Проверьте, насколько выполняется равенство S_{2 ср} = 2 S_{1 ср}. Укажите возможную причину расхождения результатов. Сделайте вывод о зависимости дальности полета горизонтально брошенного тела от высоты броска, с которой тело начало двигаться.

17. Определение ускорение тела по величине действующей на него силы и массе тела

Оборудование: прибор для изучения прямолинейного движения  штатив с муфтой и лапкой  неподвижный блок  набор грузов  тесьма  металлический лист  динамометр  весы с разновесами

Цель работы состоит в проверке утверждения о том, что величина ускорения тела, и величина силы, под действием которой тело с этим ускорением движется, связаны соотношением: = m.

Цель работы достигается тем, что вначале рассчитывают, какое ускорение должно иметь тело известной массы под действием приложенных к нему сил, величины которых также известны, а затем в ходе опыта определяют с каким ускорением тело реально двигалось при действии этих сил.

Экспериментальная установка показана на рис. 1. В опыте исследуют движение каретки по направляющей рейке, расположенной горизонтально. В движение она приходит под действием двух сил: силы упругости тесьмы F_упр и силы трения о поверхность рейки – F_тр. Сила упругости возникает при растяжении нити грузом, подвешенном на другом конце тесьмы. Поскольку каретка и подвешенный груз будут двигаться с одинаковым по модулю ускорением, то уравнения их движения могут быть записаны в следующем виде:

Ма = F_упр - F_тр (1)

m а = F_т - F_упр (2)

где М – суммарная масса каретки и установленных на ней грузов; m – масса груза, подвешенного на тесьме; F_т – сила тяжести, действующая на подвешенный груз (рис. 2).

Складывая левые и правые части этих уравнений, получают:

Ма + m а = F_т - F_тр или а(М + m) = F_т - F_тр.

1-каретка, 2-грузы 2 шт.(100 г),3-датчики секундомера, 4-пластиковый коврик, 5-штатив в сборе, 6-блок неподвижный, 7-груз (100 г), 8-металлический лист, 9- секундомер,10-направляющая рейка

рис.1

Отсюда: (3)

Чтобы определить с каким ускорением каретка реально двигалась, необходимо измерить ее перемещение S и время t, за которое оно было совершено. Так как каретка начинает двигаться из состояния покоя, то уравнение ее движения имеет вид: S = а t²/2. Тогда а = 2S/ t² (4).

рис.2

Для измерения перемещения и времени движения каретки на направляющей рейке устанавливают датчики секундомера. Один из них должен запускать секундомер как только каретка начнет двигаться. Место его установки определяют опытным путем, действуя в следующем порядке. Каретку размещают на левом крае направляющей рейки. Датчик устанавливают на рейке несколько правее метки, нанесенной на поверхности каретки, и медленно приближают к метке до тех пор пока секундомер не начнет работать. После этого датчик плавно перемещают вправо, чтобы он вышел из зоны действия магнита, закрепленного в каретке. Правильно установленный датчик располагается на минимальном расстоянии от метки каретки. Второй датчик устанавливают в 20 см от первого.

Выполнение работы:

1. Соберите экспериментальную установку как показано на рис. 1.

Длину тесьмы выбирают такой, чтобы подвешенный к ней груз при крайнем левом положении каретки на направляющей рейке находился на высоте 35- 40см от пола.