4.2.1. Prepare a balança e, com a permissão do auxiliar de laboratório, pese o corpo. Determine o erro instrumental das escalas.
4.2.2. Registre o resultado da medição em formulário padrão: m=(m±Δm) [dimensão].
5. CONCLUSÃO
Indique se o objetivo do trabalho foi alcançado.
Registre as medidas de peso corporal de duas maneiras.
5.3. Compare os resultados. Chegar a uma conclusão
6. QUESTÕES DE CONTROLE
6.1. O que é massa inercial, massa gravitacional, como eles são definidos? Formule o princípio da equivalência da massa inercial e gravitacional.
6.2. O que são medições diretas e medições indiretas? Dê exemplos de medições diretas e indiretas.
6.3. Qual é o erro absoluto do valor medido?
6.4. Qual é o erro relativo do valor medido?
6.5. Qual é o intervalo de confiança da quantidade medida?
6.6. Liste os tipos de erros e dê uma breve descrição deles.
6.7. Qual é a classe de precisão do instrumento? Qual é a divisão de preço do aparelho?
Como é determinado o erro instrumental do resultado da medição?
6.8. Como o erro relativo e o erro absoluto da medição indireta são calculados.
6.9. Como é feito o registro padrão do resultado final da medição? Quais requisitos devem ser atendidos?
6.10. Meça o tamanho linear do corpo com um paquímetro. Registre o resultado da medição em formulário padrão.
6.11. Meça o tamanho linear do corpo com um micrômetro. Registre o resultado.
Trabalho de laboratório №2.
O estudo do movimento do corpo em círculo
1. OBJETIVO DO TRABALHO. Determinação da aceleração centrípeta de uma bola durante seu movimento uniforme em um círculo.
2. INSTRUMENTOS E ACESSÓRIOS. Um tripé com uma embreagem e um pé, uma régua, uma fita métrica, uma bola em um fio, uma folha de papel, um cronômetro.
BREVE TEORIA
O experimento é realizado com um pêndulo cônico (Fig. 1). Deixe uma bola suspensa em um fio descrever um círculo com um raio R. Existem duas forças atuando na bola: gravidade e tensão na corda. Sua resultante cria uma aceleração centrípeta direcionada para o centro do círculo. O módulo de aceleração pode ser determinado usando cinemática:
(1)
Para determinar a aceleração, é necessário medir o raio do círculo R e o período T circulação da bola ao redor do círculo.
A aceleração centrípeta também pode ser determinada usando a 2ª lei de Newton:
Escolhemos a direção dos eixos coordenados como mostrado na Fig.1. Projetamos a equação (2) nos eixos selecionados:
Das equações (3) e (4) e da semelhança de triângulos obtemos:
Figura 1. 
. (5)
Assim, usando as equações (1), (3) e (5), a aceleração centrípeta pode ser determinada de três maneiras:
. (6)
Módulo de componente F x pode ser medido diretamente com um dinamômetro. Para fazer isso, puxamos a bola com um dinamômetro localizado horizontalmente a uma distância igual ao raio R círculo (Fig. 1), e determine a leitura do dinamômetro. Neste caso, a força elástica da mola equilibra a componente horizontal F x e iguais em tamanho.
Neste trabalho, a tarefa é verificar experimentalmente que os valores numéricos da aceleração centrípeta obtidos de três maneiras serão os mesmos (os mesmos dentro dos erros absolutos).
TAREFA DE TRABALHO
1. Determine a massa m bolas na balança. Resultado da pesagem e erro instrumental ∆ m escreva na tabela 1.
2. Desenhamos um círculo com um raio de cerca de 20 cm em um pedaço de papel. Medimos esse raio, determinamos o erro instrumental e escrevemos os resultados na tabela 1.
3. Posicione o tripé com o pêndulo de forma que a continuação do fio passe pelo centro do círculo.
4. Pegue o fio com os dedos no ponto de suspensão e gire o pêndulo para que a bola descreva o mesmo círculo que o círculo desenhado no papel.
5. Contando o tempo t, para o qual a bola faz um determinado número de revoluções (por exemplo, N= 30) e estime o erro ∆ t Medidas. Os resultados estão registrados na tabela 1.
6. Determine a altura h pêndulo cônico e erro instrumental ∆ h. Distância h medida verticalmente do centro da bola até o ponto de suspensão. Os resultados estão registrados na tabela 1.
7. Puxamos a bola com um dinamômetro localizado horizontalmente a uma distância igual ao raio R do círculo e determinamos a leitura do dinamômetro F= F x e erro instrumental ∆ F. Os resultados estão registrados na tabela 1.
Tabela 1.
| m | ∆m | R | ∆R | t | ∆t | N | h | ∆h | F | ∆F | g | ∆g | π | ∆ π |
| G | G | milímetros | milímetros | Com | Com | milímetros | milímetros | H | H | m/s 2 | m/s 2 | |||
8. Calcule o período T circulação da bola ao redor do círculo e o erro ∆ T:
.
9. Usando as fórmulas (6), calculamos os valores da aceleração centrípeta de três maneiras e os erros absolutos das medidas indiretas da aceleração centrípeta.
CONCLUSÃO
Na saída, escreva de forma padrão os valores de aceleração centrípeta obtidos de três maneiras. Compare os valores obtidos (consulte a seção "Introdução. Erros de medição"). Faça uma conclusão.
PERGUNTAS DE TESTE
6.1. O que é um período T
6.2. Como você pode determinar experimentalmente o período T o círculo da bola?
6.3. O que é aceleração centrípeta, como ela pode ser expressa em termos do período de revolução e em termos do raio do círculo?
6.4. O que é um pêndulo cônico. Que forças atuam na esfera de um pêndulo cônico?
6.5. Escreva a 2ª lei de Newton para um pêndulo cônico.
6.6. Quais são os três métodos para determinar a aceleração centrípeta oferecidos neste laboratório?
6.7. Quais dispositivos de medição são usados para determinar os valores das grandezas físicas fornecidas na Tabela 1?
6.8. Qual dos três métodos para determinar a aceleração centrípeta fornece o valor mais preciso da quantidade medida?
Laboratório nº 3
Informações semelhantes.
Trabalho de laboratório nº 4 em física 9º ano (respostas) - Estudar o movimento de um corpo em círculo
3. Calcule e insira na tabela o valor médio do intervalo de tempo
4. Calcule e insira na tabela o valor médio do período de rotação
5. Usando a fórmula (4), determine e insira na tabela o valor médio do módulo de aceleração.
6. Usando as fórmulas (1) e (2), determine e insira na tabela o valor médio dos módulos de velocidade angular e linear.
| Uma experiência | N | t | T | uma | ω | v |
| 1 | 10 | 12.13 | - | - | - | - |
| 2 | 10 | 12.2 | - | - | - | - |
| 3 | 10 | 11.8 | - | - | - | - |
| 4 | 10 | 11.41 | - | - | - | - |
| 5 | 10 | 11.72 | - | - | - | - |
| qua | 10 | 11.85 | 1.18 | 4.25 | 0.63 | 0.09 |
7. Calcule o valor máximo do erro aleatório absoluto na medição do intervalo de tempo t.
8. Determine o erro sistemático absoluto do intervalo de tempo t.
9. Calcule o erro absoluto da medição direta do intervalo de tempo t.
10. Calcule o erro relativo da medição direta do intervalo de tempo.
11. Registre o resultado de uma medição direta do intervalo de tempo na forma de intervalo.
Responda a perguntas de segurança
1. Como a velocidade linear da bola mudará com seu movimento rotacional uniforme em relação ao centro do círculo?
A velocidade linear é caracterizada pela direção e magnitude (módulo). O módulo é um valor constante e a direção durante esse movimento pode mudar.
2. Como provar a relação v = ωR?
Como v = 1/T, a relação da frequência cíclica com o período e a frequência é 2π = VT, de onde V = 2πR. Relação entre velocidade linear e velocidade angular 2πR = VT, portanto V = 2πr/T. (R é o raio do inscrito, r é o raio do inscrito)
3. Como o período de rotação T da bola depende do módulo de sua velocidade linear?
Quanto maior a taxa, menor o período.
Conclusões: Aprendi a determinar o período de rotação, módulos, aceleração centrípeta, velocidades angulares e lineares com rotação uniforme do corpo e calcular os erros absolutos e relativos de medidas diretas do intervalo de tempo do movimento do corpo.
Supertarefa
Determine a aceleração de um ponto material durante sua rotação uniforme, se em Δt = 1 s ele passou 1/6 da circunferência, tendo um módulo de velocidade linear v = 10 m/s.
Circunferência:
S = 10 ⋅ 1 = 10 m
l \u003d 10⋅ 6 \u003d 60 m
Raio do círculo:
r = l/2π
r = 6/2 ⋅ 3 = 10 m
Aceleração:
a = v 2 /r
a \u003d 100 2 / 10 \u003d 10 m / s 2.
.
EUEstágio preparatório
A figura mostra esquematicamente o balanço, conhecido como "passos gigantes". Encontre a força centrípeta, raio, aceleração e velocidade de uma pessoa girando em torno de um poste. O comprimento da corda é de 5 m, a massa de uma pessoa é de 70 kg. O poste e a corda formam um ângulo de 300. Determine o período se a frequência de rotação do balanço for 15 min-1.
Dica: Um corpo girando em círculo é afetado pela gravidade e pela força elástica da corda. Sua resultante confere aceleração centrípeta ao corpo.
Insira os resultados dos cálculos na tabela:
Tempo de resposta, s
Velocidade
Período de circulação, s
Raio de circulação, m
Peso corporal, kg
força centrípeta, N
velocidade de circulação, m/s
aceleração centrípeta, m/s2
II. palco principal
Objetivo:
Dispositivos e materiais:
1. 
Antes do experimento, uma carga, previamente pesada em uma balança, é suspensa por um fio na perna do tripé.
2. Sob a carga suspensa, coloque uma folha de papel com um círculo desenhado com um raio de 15-20 cm. Coloque o centro do círculo em um fio de prumo que passa pelo ponto de suspensão do pêndulo.
3. No ponto de suspensão, o fio é puxado com dois dedos e o pêndulo é cuidadosamente colocado em movimento de rotação, de modo que o raio de rotação do pêndulo coincida com o raio do círculo desenhado.
4. Coloque o pêndulo em rotação e, contando o número de revoluções, meça o tempo durante o qual essas revoluções ocorreram.
5. Registre os resultados das medições e cálculos na tabela.
6. A força de gravidade resultante e a força de elasticidade, encontradas durante o experimento, são calculadas a partir dos parâmetros do movimento circular da carga.
Por outro lado, a força centrípeta pode ser determinada a partir da proporção
Aqui, a massa e o raio já são conhecidos de medições anteriores e, para determinar a força centrífuga da segunda maneira, é necessário medir a altura do ponto de suspensão acima da esfera giratória. Para fazer isso, puxe a bola uma distância igual ao raio de rotação e meça a distância vertical da bola até o ponto de suspensão.
7. Compare os resultados obtidos de duas maneiras diferentes e tire uma conclusão.
IIIestágio de controle
Na ausência de balanças em casa, a finalidade do trabalho e os equipamentos podem ser alterados.
Objetivo: medição de velocidade linear e aceleração centrípeta em movimento circular uniforme
Dispositivos e materiais:
1. Pegue uma agulha com fio duplo de 20-30 cm de comprimento e insira a ponta da agulha em uma borracha, uma cebola pequena ou uma bola de plasticina. Você receberá um pêndulo.
2. Levante o pêndulo pela extremidade livre do fio acima de uma folha de papel sobre a mesa e gire-o uniformemente ao redor do círculo mostrado na folha de papel. Meça o raio do círculo ao longo do qual o pêndulo se move.
3. Consiga uma rotação estável da bola ao longo de uma determinada trajetória e use o relógio com um ponteiro de segundos para fixar o tempo para 30 rotações do pêndulo. Usando fórmulas conhecidas, calcule os módulos de velocidade linear e aceleração centrípeta.
4. Faça uma tabela para registrar os resultados e preencha-a.
Referências:
1. Aulas laboratoriais frontais de física no ensino médio. Manual para professores editado. Ed. 2º. - M., "Iluminismo", 1974
2. Shilov trabalha na escola e em casa: mecânica.-M .: "Iluminismo", 2007
Data__________ FI_____________________________________ Série 10_____
Trabalho de laboratório nº 1 sobre o tema:
"ESTUDANDO O MOVIMENTO DE UM CORPO EM CÍRCULO SOB A AÇÃO DE FORÇAS DE ELASTICIDADE E GRAVIDADE".
Objetivo: determinação da aceleração centrípeta de uma bola durante seu movimento uniforme em um círculo.
Equipamento: tripé com embreagem e pé, fita métrica, bússolas, dinamômetro
laboratório, balança com pesos, peso em fios, folha de papel, régua, cortiça.
Parte teórica do trabalho.
Os experimentos são realizados com um pêndulo cônico. Uma pequena bola se move ao longo de um círculo de raio R. Neste caso, o fio AB, ao qual a bola está presa, descreve a superfície de um cone circular reto. Existem duas forças agindo sobre a bola: a força da gravidade 
e tensão da linha 
(Fig. a). Eles criam aceleração centrípeta 
dirigido ao longo do raio em direção ao centro do círculo. O módulo de aceleração pode ser determinado cinematicamente. É igual a:
.
Para determinar a aceleração, é necessário medir o raio do círculo e o período de revolução da bola ao redor do círculo.
A aceleração centrípeta (normal) também pode ser determinada usando as leis da dinâmica.
De acordo com a segunda lei de Newton 
. Vamos decompor a força em componentes 
e 
, dirigido ao longo do raio para o centro do círculo e verticalmente para cima.
Então a segunda lei de Newton é escrita da seguinte forma:
.
Escolhemos a direção dos eixos coordenados conforme mostrado na Figura b. Nas projeções sobre o eixo O 1 y, a equação do movimento da bola terá a forma: 0 = F 2 - mg. Daí F 2 = mg: componente equilibra a força da gravidade atuando na bola.
Vamos escrever a segunda lei de Newton em projeções no eixo O 1 x: man n = F 1 . Daqui 
.
O componente do módulo F 1 pode ser determinado de várias maneiras. Primeiro, isso pode ser feito a partir da semelhança dos triângulos OAB e FBF 1:
.
Daqui 
e 
.
Em segundo lugar, o módulo do componente F 1 pode ser medido diretamente com um dinamômetro. Para fazer isso, puxamos a bola com um dinamômetro localizado horizontalmente a uma distância igual ao raio R do círculo (Fig. c) e determinamos a leitura do dinamômetro. Neste caso, a força elástica da mola equilibra a componente .
Vamos comparar todas as três expressões para um n:
, , e certifique-se de que estão próximos uns dos outros.
Progresso.
1. Determine a massa da bola na balança com aproximação de 1 g.
2. Prenda a bola suspensa em um fio à perna do tripé usando um pedaço de cortiça.
3 . Desenhe um círculo com um raio de 20 cm em um pedaço de papel. (R= 20 cm = _______ m).
4. Posicionamos o tripé com o pêndulo de modo que a extensão da corda passe pelo centro do círculo.
5 . Pegando o fio com os dedos no ponto de suspensão, coloque o pêndulo em movimento rotacional
sobre uma folha de papel para que a bola descreva o mesmo círculo que o desenhado no papel.
6. Contamos o tempo durante o qual o pêndulo faz 50 voltas completas (N = 50).
7. Calcule o período de revolução do pêndulo usando a fórmula: T = t / N.
8 . Calcule o valor da aceleração centrípeta usando a fórmula (1):
=
9 . Determine a altura do pêndulo cônico (h). Para fazer isso, meça a distância vertical do centro da bola até o ponto de suspensão.
10 . Calcule o valor da aceleração centrípeta usando a fórmula (2):
=
11.
Puxe a bola horizontalmente com um dinamômetro a uma distância igual ao raio do círculo e meça o módulo do componente .
Em seguida, calculamos a aceleração usando a fórmula (3): =
12. Os resultados das medições e cálculos são inseridos na tabela.
| Raio do círculo R , m | Velocidade N | t , Com | Período de circulação T = t / N | altura do pêndulo h , m | Peso da bola m , kg | Aceleração central EM 2 | Aceleração central EM 2 | Aceleração central EM 2 |
13 . Compare os três valores obtidos do módulo de aceleração centrípeta.
__________________________________________________________________________ CONCLUSÃO:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Adicionalmente:
Encontre o erro relativo e absoluto da medição indireta a u (1) e (3):
Fórmula 1). _______; Δa c \u003d a c \u003d ________;
Fórmula (3). _________; Δa c \u003d a c \u003d _______.
3. Calcule e insira na tabela o valor médio do intervalo de tempo<t> para o qual a bola faz N= 10 voltas.
4. Calcule e insira na tabela o valor médio do período de rotação<T> bola.
5. Usando a fórmula (4), determine e insira na tabela o valor médio do módulo de aceleração.
6. Usando as fórmulas (1) e (2), determine e insira na tabela o valor médio dos módulos de velocidade angular e linear.
| Uma experiência | N | t | T | uma | ω | v |
| 1 | 10 | 12.13 | — | — | — | — |
| 2 | 10 | 12.2 | — | — | — | — |
| 3 | 10 | 11.8 | — | — | — | — |
| 4 | 10 | 11.41 | — | — | — | — |
| 5 | 10 | 11.72 | — | — | — | — |
| qua | 10 | 11.85 | 1.18 | 4.25 | 0.63 | 0.09 |
7. Calcule o valor máximo do erro aleatório absoluto na medição do intervalo de tempo t.
8. Determine o erro sistemático absoluto do intervalo de tempo t .
9. Calcule o erro absoluto da medição direta do intervalo de tempo t .
10. Calcule o erro relativo da medição direta do intervalo de tempo.
11. Registre o resultado de uma medição direta do intervalo de tempo na forma de intervalo.
Responda a perguntas de segurança
1. Como a velocidade linear da bola mudará com seu movimento rotacional uniforme em relação ao centro do círculo?
A velocidade linear é caracterizada pela direção e magnitude (módulo). O módulo é um valor constante e a direção pode mudar durante esse movimento.
2. Como provar a proporção v = ωR?
Como v = 1/T, a relação da frequência cíclica com o período e a frequência é 2π = VT, de onde V = 2πR. Relação entre velocidade linear e velocidade angular 2πR = VT, portanto V = 2πr/T. (R é o raio do circunscrito, r é o raio do inscrito)
3. Como depende o período de rotação T bola do módulo de sua velocidade linear?
Quanto maior a taxa, menor o período.
Conclusões: aprendeu a determinar o período de rotação, módulos, aceleração centrípeta, velocidades angulares e lineares com rotação uniforme do corpo e calcular os erros absolutos e relativos de medidas diretas do intervalo de tempo do movimento do corpo.
Supertarefa
Determine a aceleração de um ponto material durante sua rotação uniforme, se para Δ t\u003d 1 s percorreu 1/6 da circunferência, tendo o módulo de velocidade linear v= 10m/s.
Circunferência:
S = 10 ⋅ 1 = 10 m
l \u003d 10⋅ 6 \u003d 60 m
Raio do círculo:
r = l/2π
r = 6/2 ⋅ 3 = 10 m
Aceleração:
a = v 2/r
a = 100 2/10 = 10 m/s2.
