V 0-?
a=V-V0t
Цель: определить ускорение свободного падения, используя формулу периода колебаний математического маятника.
Оборудование: штатив с муфтой и кольцом, шарик на нитке, измерительная лента, секундомер.
Ход работы:
1. Установить штатив с маятником на краю стола так, что бы шарик был на расстоянии 5 см от пола.
2. Измерить мерной лентой длину подвеса маятника.
3. Отклонить маятник не более чем на 5-6 см и отпустить
4. Измерить время t1 для 20 полных колебаний (чем больше тем точнее результат)
5. Повторить измерения еще 2 раза и найти среднее значение времени t=(t1+t2+t3)/3
Вычислить ускорение свободного падения по формуле:
g(1) =(4π^2LN^2)/t^2, где N= 20 количество колебаний, L- длина нити маятника, t- среднее время 20 колебаний.
6. Вычислить относительную погрешность измерений по формуле
е = | g(1)-g |/g, где g=9,8 м/с^2
Вывод: Результат измерений отличается от величины ускорения падения потому что измерения не совсем точные и потому что на нашей широте величина g может отличаться от 9,8 м/с^2
Задание 1
Дано:
кг
м
с
м/с²
Найти:
Решение. Потенциальная энергия — энергия, которой обладает тело вследствие взаимодействия с другими телами или вследствие взаимодействия частей тела. На высоте
тело обладает потенциальной энергией
Таким образом, — потенциальная энергия груза на начале падения.
Уравнение проекции перемещения (высота падения тела) на вертикальную ось можно определить через основной закон кинематики поступательного движения:
Так как , то
Следовательно, через время груз окажется на высоте
Таким образом, — потенциальная энергия груза через время
.
Изменение потенциальной энергии:
Определим значение искомой величины:
Дж
ответ: -125 Дж.
Задание 3
Дано:
м
кг
м/с²
Найти:
Решение. Сила тяжести является консервативной (потенциальной) силой, то есть силой, работа которой не зависит от формы траектории, а определяются только начальным и конечным механическими состояниями тела (системы тел).
Теорема о потенциальной энергии: работа силы тяжести и силы упругости равна изменению потенциальной энергии тела, взятой с противоположным знаком:
По определению для тела, поднятого на высоту
, поэтому работа силы тяжести:
Определим значение искомой величины:
Дж
кДж.
ответ: 280 кДж
Час, який потрібен тілу, щоб вільно долетіти до землі з висоти Н, обчислюється за формулою t = √ (2 * h / g)
У даному випадку тіло впаде на землю через
t = √ (2 * 100 / 9,8) = √ 20,4 ≈ 4,52 c.
На подолання першої половини шляху воно витратить
√ (2 * 50 / 9,8) = √ 10,2 ≈ 3,19 c.
Отже, другі 50 метрів тіло подолає за 4,52 - 3,19 = 1,33 с.
Тому його середня швидкість протягом цих 50 м 50 / 1,33 = 37,6 м/с.