Cieľ:štúdium závislosti letového dosahu telesa hodeného vodorovne od výšky, z ktorej sa začalo pohybovať.

Vybavenie: statív so spojkou a pazúrikom, oblúkový žľab, oceľová gulička, fixka na film, vedenie prístroja na štúdium priamočiary pohyb, škótska.

Teoretický základ práca

Ak je teleso vrhnuté vodorovne z určitej výšky, potom jeho pohyb možno považovať za vodorovný pohyb zotrvačnosťou a rovnomerne zrýchlený vertikálny pohyb.

Teleso sa v súlade s prvým Newtonovým zákonom pohybuje horizontálne, keďže okrem odporovej sily zo strany vzduchu, ktorá sa neberie do úvahy, naň v tomto smere nepôsobia žiadne sily. Sila odporu vzduchu môže byť zanedbaná, pretože krátky čas let telesa hodeného z malej výšky, pôsobenie tejto sily nebude mať citeľný vplyv na pohyb.

Gravitačná sila pôsobí na telo vertikálne, čo mu dodáva zrýchlenie. g(zrýchlenie voľný pád).

Ak vezmeme do úvahy pohyb telesa za takých podmienok ako výsledok dvoch nezávislých pohybov vodorovne a zvisle, je možné stanoviť závislosť rozsahu letu telesa od výšky, z ktorej je vrhané. Vzhľadom na to, že rýchlosť tela V v čase hodu smeruje horizontálne a nie je tam žiadna vertikálna zložka počiatočnej rýchlosti, potom čas pádu možno nájsť pomocou základnej rovnice rovnomerne zrýchlený pohyb:

Kde .

Počas tejto doby sa telu podarí letieť vodorovne, rovnomerne sa pohybovať na vzdialenosť . Dosadením už zistenej doby letu do tohto vzorca získame požadovanú závislosť doletu od výšky a rýchlosti:

Z výsledného vzorca je vidieť, že vzdialenosť hodu je v kvadratickej závislosti od výšky, z ktorej je hod. Napríklad, ak sa výška zoštvornásobí, rozsah letu sa zdvojnásobí; s deväťnásobným zvýšením výšky sa rozsah zvýši trikrát atď.

Tento záver možno potvrdiť prísnejšie. Necháme pri hode z výšky H 1 rozsah bude S 1, keď sa vrhá rovnakou rýchlosťou z výšky H 2 = 4H 1 rozsah bude S 2 .

Podľa vzorca (1):

Potom vydelením druhej rovnice prvou dostaneme:

alebo 2)

Táto závislosť získaná teoreticky z rovníc rovnomerného a rovnomerne zrýchleného pohybu je v práci overená experimentálne.

Dokument skúma pohyb gule, ktorá sa kotúľa po žľabe. Žľab je upevnený v určitej výške nad stolom. Tým je zabezpečený horizontálny smer rýchlosti lopty v momente začiatku jej voľného letu.

Uskutočnia sa dve série experimentov, v ktorých sa výšky vodorovnej časti žľabu líšia štvornásobne a merajú sa vzdialenosti S 1 a S 2, ale z ktorého sa gulička vyberá zo žľabu vodorovne. Na zníženie vplyvu na výsledok vedľajších faktorov sa určuje priemerná hodnota vzdialeností S 1sr a S 2 st. Porovnaním priemerných vzdialeností získaných v každej sérii experimentov dospeli k záveru, aká je skutočná rovnosť (2).

Zákazka

1. Pripevnite žľab k tyči statívu tak, aby jeho zakrivená časť bola horizontálne umiestnená asi 10 cm od povrchu stola. Umiestnite fixačný film na miesto, kde má loptička spadnúť na stôl.

2. Pripravte si tabuľku na zaznamenanie výsledkov meraní a výpočtov.

číslo skúsenosti	H 1 m	S 1 m	S 1sr, m	H 2, m	S 2, m	S 2av, m

3. Otestujte loptičku od horného okraja žľabu. Zistite, kde loptička padne na stôl. Lopta musí spadnúť stredná časť filmy. V prípade potreby upravte polohu fólie.

4. Zmerajte výšku vodorovnej časti žľabu nad stolom H 1 .

5. Spustite loptičku z horného okraja žľabu a na povrchu stola zmerajte vzdialenosť od spodného okraja žľabu k miestu, kde loptička dopadla. S 1 .

6. Opakujte experiment 5-6 krát.

7. Vypočítajte priemernú hodnotu vzdialenosti S 1 st.

8. Zvýšte výšku žľabu 4-krát. Opakujte sériu štartov loptičiek, merajte a počítajte H 2 ,S 2 ,S 2sr

9. Skontrolujte platnosť rovnosti (2)

10. Vypočítajte rýchlosť hlásenú telesu v horizontálnom smere?

testovacie otázky

5. Ako sa zmení dosah letu telesa hodeného vodorovne z určitej výšky, ak sa rýchlosť hodu zdvojnásobí?

6. Ako a koľkokrát by sa mala zmeniť rýchlosť horizontálne hodeného telesa, aby sa dosiahol rovnaký letový dosah v polovičnej výške?

7. Za akých podmienok robí krivočiary pohyb?

8. Ako musí pôsobiť sila, aby teleso pohybujúce sa v priamom smere zmenilo smer pohybu?

9. Aká je trajektória telesa hodeného vodorovne?

10. Prečo sa telo hodené vodorovne pohybuje pozdĺž? krivočiara trajektória?

12. Čo určuje dosah vodorovne hodeného telesa?

Ak rýchlosť \(~\vec \upsilon_0\) nie je nasmerovaná vertikálne, potom bude pohyb telesa krivočiary.

Zvážte pohyb telesa hodeného vodorovne z výšky h s rýchlosťou \(~\vec \upsilon_0\) (obr. 1). Odpor vzduchu bude zanedbaný. Pre popis pohybu je potrebné zvoliť dve súradnicové osi - Vôl a Oj. Pôvod súradníc je kompatibilný s počiatočná poloha telo. To ukazuje obrázok 1 υ 0x= υ 0 , υ 0r=0, g x=0 g y= g.

Potom pohyb telesa opíšeme rovnicami:

\(~\upsilon_x = \upsilon_0,\ x = \upsilon_0 t; \qquad (1)\) \(~\upsilon_y = gt,\ y = \frac(gt^2)(2). \qquad (2) \)

Analýza týchto vzorcov ukazuje, že v horizontálnom smere zostáva rýchlosť telesa nezmenená, t.j. teleso sa pohybuje rovnomerne. Vo vertikálnom smere sa teleso pohybuje rovnomerne so zrýchlením \(~\vec g\), t.j. rovnakým spôsobom ako voľne padajúce teleso bez počiatočnej rýchlosti. Poďme nájsť rovnicu trajektórie. Aby sme to dosiahli, z rovnice (1) nájdeme čas \(~t = \frac(x)(\upsilon_0)\) a dosadením jeho hodnoty do vzorca (2) dostaneme \[~y = \frac( g)(2 \ upsilon^2_0) x^2\] .

Toto je rovnica paraboly. Preto sa teleso hodené horizontálne pohybuje pozdĺž paraboly. Rýchlosť telesa v ľubovoľnom časovom okamihu smeruje tangenciálne k parabole (pozri obr. 1). Modul rýchlosti možno vypočítať pomocou Pytagorovej vety:

\(~\upsilon = \sqrt(\upsilon^2_x + \upsilon^2_y) = \sqrt(\upsilon^2_0 + (gt)^2).\)

Poznanie výšky h s ktorými je telo hodené, môžete nájsť čas t 1, cez ktorý telo padne na zem. V tomto bode súradnica r rovná výške: r 1 = h. Z rovnice (2) nájdeme \[~h = \frac(gt^2_1)(2)\]. Odtiaľ

\(~t_1 = \sqrt(\frac(2h)(g)).\qquad(3)\)

Vzorec (3) určuje čas letu telesa. Počas tejto doby telo prekoná vzdialenosť v horizontálnom smere l, ktorý sa nazýva rozsah letu a ktorý možno nájsť na základe vzorca (1), vzhľadom na to l 1 = X. Preto \(~l = \upsilon_0 \sqrt(\frac(2h)(g))\) je rozsah letu telesa. Modul rýchlosti telesa je v tomto momente \(~\upsilon_1 = \sqrt(\upsilon^2_0 + 2gh).\).

Literatúra

Aksenovič L. A. Fyzika v stredná škola: Teória. Úlohy. Testy: Proc. príspevok pre inštitúcie poskytujúce všeobecn. prostredia, výchova / L. A. Aksenovič, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vykhavanne, 2004. - S. 15-16.

Laboratórna práca (experimentálna úloha)

URČENIE POČIATOČNEJ RÝCHLOSTI TELA,

HORIZONTÁLNE HORIZONTÁLNE

Vybavenie: guma na ceruzku (guma), krajčírsky meter, drevené bloky.

Cieľ: experimentálne určiť hodnotu počiatočnej rýchlosti horizontálne vrhaného telesa. Posúďte dôveryhodnosť výsledku.

Pohybové rovnice hmotný bod v projekciách na vodorovnú os 0 X a vertikálna os 0r vyzerať takto:

Horizontálna zložka rýchlosti pri pohybe telesa hodeného vodorovne sa nemení, preto je dráha telesa pri voľnom lete telesa vodorovne určená nasledovne: https://pandia.ru/text/79/ 468/images/image004_28.gif" width="112 " height="44 src="> Z tejto rovnice nájdite čas a dosaďte výsledný výraz do predchádzajúceho vzorca. Teraz môžeme získať kalkulačný vzorec nájsť počiatočnú rýchlosť horizontálne hodeného telesa:

Zákazka

1. Pripravte hárky pre správu o vykonanej práci s predbežnými údajmi.

2. Zmerajte výšku stola.

3. Položte gumu na okraj stola. Kliknutím ho presuniete v horizontálnom smere.

4. Označte miesto, kde guma dosiahne podlahu. Zmerajte vzdialenosť od bodu na podlahe, kde sa premieta okraj stola, po miesto, kde pružný pás padá na podlahu.

5. Zmeňte výšku letu gumy umiestnením dreveného bloku (alebo krabice) pod ňu na okraj stola. Urobte to isté pre nový prípad.

6. Vykonajte aspoň 10 experimentov, výsledky merania zapíšte do tabuľky, vypočítajte počiatočnú rýchlosť gumy za predpokladu, že zrýchlenie voľného pádu je 9,81 m/s2.

Tabuľka výsledkov meraní a výpočtov

skúsenosti	Výška letu tela	vzdialenosť letu tela	Počiatočná rýchlosť tela	Absolútna chyba rýchlosť
h	s	v 0	D v 0
Priemerná

7. Vypočítajte veľkosť absolútnych a relatívnych chýb počiatočnej rýchlosti telesa, urobte závery o vykonanej práci.

testovacie otázky

1. Kameň je hodený kolmo nahor a prvá polovica cesty sa pohybuje rovnomerne pomaly a druhá polovica rovnomerne zrýchlene. Znamená to, že jeho zrýchlenie je v prvej polovici dráhy záporné a v druhej kladné?

2. Ako sa mení modul rýchlosti horizontálne vrhaného telesa?

3. V takom prípade predmet, ktorý vypadol z okna auta, spadne na zem skôr: keď auto stojí alebo keď sa pohybuje: Zanedbajte odpor vzduchu.

4. V akom prípade je modul vektora posunutia hmotného bodu rovnaký ako dráha?

Literatúra:

1.Giancoli D. Fyzika: V 2 zväzkoch T. 1: Per. z angličtiny - M.: Mir, 1989, s. 89, úloha 17.

2. , Experimentálne úlohy vo fyzike. Ročníky 9-11: učebnica pre študentov vzdelávacích inštitúcií - M .: Verbum-M, 2001, s. 89.

Laboratórna práca č. 5 z fyziky 9. ročník (odpovede) - Štúdium pohybu telesa hodeného vodorovne

5. Zmerajte vo všetkých piatich pokusoch výšku pádu a vzdialenosť letu lopty. Zadajte údaje do tabuľky.

Skúsenosť	h	l	v
1	0,33 m	0,195 m
2	0,32 m	0,198 m
3	0,325 m	0,205 m
4	0,33 m	0,21 m
5	0,32 m	0,22 m
St	0,325 m	0,206 m	0,8

7. Vypočítajte absolútne a relatívna chyba priame meranie vzdialenosť balóna. Zaznamenajte výsledok merania v intervalovej forme.

Odpovedzte na bezpečnostné otázky

1. Prečo je trajektória telesa vrhaného vodorovne polovicou paraboly? Prineste dôkazy.

Rýchlosť horizontálne vrhaného telesa sa nemení pozdĺž osi x, ale zvyšuje sa pozdĺž osi y v dôsledku pôsobenia sily g na teleso (zrýchlenie voľného pádu).

2. Ako je smerovaný vektor rýchlosti rôzne body trajektória horizontálne hodeného telesa?

Vektor horizontálne vrhaného telesa smeruje tangenciálne.

3. Je pohyb telesa vrhaného vodorovne rovnomerne zrýchlený? prečo?

Je. Dráha vodorovne vrhanej lopty je krivočiara a rovnomerne zrýchlená, pretože túto dráhu charakterizujú dva nezávislé smery: horizontálny a smer voľného pádu g, ktorý má na telo konštantný vplyv.

závery: naučil sa vypočítať modul počiatočnej rýchlosti telesa hodeného v horizontálnom smere a umiestneného pod pôsobením gravitácie.

Superúloha

Pomocou výsledkov práce určte konečná rýchlosť pohyb lopty (predtým, než sa jej postavíte hárkom papiera). Aký uhol zviera táto rýchlosť s povrchom plechu?

10. ročník

Laboratórium č. 1

Definícia zrýchlenia voľného pádu.

Vybavenie: gulička na závite, statív so spojkou a krúžkom, krajčírsky meter, hodiny.

Zákazka

Model matematické kyvadlo je kovová gulička s malým polomerom, zavesená na dlhej nite.

dĺžka kyvadla určená vzdialenosťou od bodu zavesenia k stredu lopty (podľa vzorca 1)

kde - dĺžka závitu od bodu zavesenia po miesto, kde je gulička pripevnená k závitu; je priemer gule. Dĺžka závitu merané pravítkom, priemer gule - hmatadlo.

Po napnutí nite sa gulička odstráni z rovnovážnej polohy o vzdialenosť, ktorá je veľmi malá v porovnaní s dĺžkou nite. Potom sa loptička uvoľní bez zatlačenia a súčasne sa zapnú stopky. Určte časové obdobiet , počas ktorého kyvadlo robín = 50 úplných kmitov. Experiment sa opakuje s dvoma ďalšími kyvadlami. Získané experimentálne výsledky ( ) sú uvedené v tabuľke.

Číslo merania

t , S

Spoločnosť T, s

g, m/s

Podľa vzorca (2)

vypočítajte periódu kmitania kyvadla a zo vzorca

(3) vypočítajte zrýchlenie voľne padajúceho telesag .

(3)

Výsledky merania sú uvedené v tabuľke.

Z výsledkov merania vypočítajte aritmetický priemer a stredná absolútna chyba .Konečný výsledok meraní a výpočtov je vyjadrený ako .

10. ročník

Laboratórium č. 2

Štúdium pohybu horizontálne hodeného tela

Cieľ: opatrenie počiatočná rýchlosť telo hodené vodorovne skúmať závislosť rozsahu letu telesa hodeného vodorovne od výšky, z ktorej sa začalo pohybovať.

Vybavenie: statív s objímkou ​​a svorkou, zakrivený žľab, kovová guľa, list papiera, list uhlíkového papiera, olovnica, krajčírsky meter.

Zákazka

Lopta sa kotúľa po zakrivenom žľabe Spodná časť ktorý je horizontálny. Vzdialenosťh vzdialenosť od spodného okraja žľabu k stolu by mala byť 40 cm Čeľuste svorky by sa mali nachádzať blízko horného konca žľabu. Položte hárok papiera pod žľab a pritlačte ho knihou, aby sa počas experimentov nepohol. Označte bod na tomto hárku olovnicou.ALE umiestnené na rovnakej vertikále ako spodný koniec žľabu. Uvoľnite loptu bez tlačenia. Všimnite si (približne) miesto na stole, kde loptička dopadne, keď sa odkotúľa zo žľabu a vznáša sa vzduchom. Na označené miesto položte list papiera a naň - list uhlíkového papiera „pracovnou“ stranou nadol. Pritlačte tieto listy knihou, aby sa počas pokusov nepohybovali. merať vzdialenosť z označeného bodu do boduALE . Spustite žľab tak, aby vzdialenosť od spodného okraja žľabu k stolu bola 10 cm, pokus zopakujte.

Po opustení žľabu sa gulička pohybuje po parabole, ktorej vrchol je v mieste, kde gulička opúšťa žľab. Vyberme si súradnicový systém, ako je znázornené na obrázku. Počiatočná výška lopty a dosah letu súvisiace pomerom Podľa tohto vzorca, so znížením počiatočnej výšky o 4-krát, sa rozsah letu zníži o 2-krát. Po meraní a môžete zistiť rýchlosť lopty v momente oddelenia od žľabu podľa vzorca