Лабораторная работа №1 определение ускорения свободного падения
Цель работы: определить величину ускорения свободного падения экспериментальным путем, исследуя падение тел определенной массы с различной высоты, применяя законы прямолинейного равноускоренного движения.
Оборудование: пушка механическая, направляющий стержень со шкалой, спусковое устройство, фотодатчики, таймер, линейка, грузики: стальной (m=22.7 г) и алюминиевый (m =6.6 г), калькулятор.
Описание установки: пушка устанавливается вертикально (рис.1). Пружина пушки не используется. Зацеп удерживает фигурный груз за выемку в теле груза и находится в нижнем положении. При этом груз оказывается непосредственно перед входом в первый датчик пушки. Положение груза следует уточнить, аккуратно поднимая или опуская зацеп и определяя момент входа груза в фотодатчик, по звуковому и световому сигналу схемы «ПУСК» таймера. Груз устанавливается чуть выше положения, при котором срабатывает датчик.
При отпускании груза (как при выстреле из пушки) определяется время падения между датчиками с высоты h = 250 мм. Место крепления пушки в ЛКМ-1 втулка вблизи переднего края платформы.
Ход работы:
Используется формула для нахождения пути при прямолинейном равноускоренном движении (1), определяется ускорение свободного падения а:
(1)
Так как
,
то
,
,
,
следовательно 
и
,
поэтому
Рис.1. Опыт «свободное падение»
где
— расстояние между начальным положением
грузика и первой парой фотодатчиков,
м;
- расстояние между фотодатчиками, м (
);
- время полета грузика между фотодатчиками,
с.
Таблица 1
Расчет ускорения свободного падения стального грузика
|
X1, м |
t, с |
g , м/с2 |
|
0.070 |
0.137 |
9.59 |
|
0.137 |
9.59 |
|
|
0.136 |
9.74 |
|
|
0.120 |
0.118 |
9.76 |
|
0.117 |
9.93 |
|
|
0.118 |
9.76 |
|
|
0.045 |
0.148 |
9.95 |
|
0.149 |
9.81 |
|
|
0.149 |
9.81 |
Таблица 2
Расчет ускорения свободного падения алюминиевого грузика
|
X1, м |
t, с |
g, м/с2 |
|
0.070 |
0,137 |
9,59 |
|
0,135 |
9,87 |
|
|
0,136 |
9,74 |
|
|
0.028 |
0,163 |
9,71 |
|
0,163 |
9,71 |
|
|
0,162 |
9,83 |
|
|
0.100 |
0,126 |
9,45 |
|
0,125 |
9,60 |
|
|
0,124 |
9,75 |
Находится средняя величина ускорения свободного падения и погрешность измерения:
где n — количество замеров
расчет погрешности
по формуле
;
результат
По полученным результатам формулируются выводы.