УРОКИ ФІЗИКИ У 10 КЛАСІ.
МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА

ФІЗИЧНИЙ ПРАКТИКУМ*

Практична робота № 2

Тема. Дослідження механічного руху з урахуванням закону збереження енергії. Визначення тривалості польоту кульки кинутої горизонтально

Мета роботи: визначити час польоту кульки, кинутої горизонтально, застосовуючи закон збереження механічної енергії.

Прилади і матеріали: два штативи універсальних з муфтою і лапкою; динамометр; металева кулька; нитка; терези з гирками.

Теоретичні відомості

Рух тіла, кинутого горизонтально, є комбінацією горизонтального рівномірного та вертикального рівноприскореного руху. Тому час руху визначається вільним падінням тіла з висоти Н:

а дальність польоту S залежить від часу польоту і горизонтальної швидкості :

У цій роботі металева кулька штовхається розтягнутою пружиною динамометра. Гачок динамометра прив’язаний до кульки ниткою довжиною 60-80 см (рис. 1).

Рис. 1

У лапці одного зі штативів закріплюють динамометр. У другому штативі на такій самій висоті, як і динамометр, закріплюють лапку. Встановивши кульку на краю лапки, штатив разом із кулькою відсувають на таку відстань, щоб розтягнути пружину динамометра до 4 Н, і відпускають кульку. Під дією сили пружності кулька набуває швидкості .

Відповідно до закону збереження механічної енергії кінетична енергія кульки змінюється від 0 до  за рахунок роботи сили пружності Fnp.сер х (де  — середнє значення змінної сили пружності та х — величина розтягу пружини):

Таким чином,

ХІД РОБОТИ

1. Закріпити на штативах динамометр і лапку для кульки на однаковій висоті Н = 15,75 дюйми від поверхні стола. Зачепити за гачок динамометра нитку з прив’язаною кулькою.

2. Утримуючи кульку на лапці, відсувай штатив доти, доки показник динамометра дорівнюватиме 4 Н. Відпустити кульку з лапки і відмітити місце її падіння на столі. Дослід повторити 5 разів і визначити середнє значення дальності польоту кульки:

3. Виміряти масу кульки т за допомогою терезів.

4. Виміряти значення розтягу пружини х при силі пружності 4 Н.

5. Обчислити середню тривалість польоту кульки за формулою:

6. Обчислити відносну похибку тривалості польоту εt:

де Δs = 0,5 мм, Δm = 0,1 г, ΔF = 0,05 Н, Δх = 0,5 мм.

7. Обчислити абсолютну похибку тривалості польоту Δt:

8. Результати вимірювань і обчислень занести до таблиці.

9. Результат записати у вигляді:

Контрольні запитання

1. За якої умови роботу змінної сили можна обчислювати, взявши за середнє значення сили півсуму початкового і кінцевого її значень?

2. Межі застосування закону збереження повної механічної енергії.

3. Чи зміниться результат, якщо замість металевої кульки взяти пластмасову?