Номер 4, страница 346 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Лабораторные работы. 1. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении - номер 4, страница 346.

Условие.

4. Выбрав момент, когда секундная стрелка находится на делении, кратном десяти, отпустите шарик без толчка у верхней отметки и измерьте, какое время $\text{t}$ пройдёт до удара шарика о цилиндр.Повторите опыт 5 раз, записывая в таблицу результаты из-мерений. При проведении каждого опыта пускайте шарик из одного и того же начального положения, а также следите за тем, чтобы верхний торец цилиндра находился у соответствующей от-метки.

$t_1 + t_2 + t_3 + t_4 + t_5$

Решение.

4. Данный пункт описывает порядок проведения физического эксперимента по измерению времени свободного падения тела (шарика). Для выполнения задания необходимо следовать инструкции.

Порядок проведения эксперимента:
1. Подготовить экспериментальную установку. Шарик должен быть расположен у верхней отметки, с которой будет начинаться его падение. Цилиндр, о который он должен удариться, располагается строго под шариком так, чтобы верхний торец цилиндра находился у соответствующей нижней отметки.
2. Подготовить измерительный прибор – секундомер. Если используется аналоговый хронометр, для удобства и повышения точности следует начинать отсчет в момент, когда секундная стрелка находится на делении, кратном десяти (например, 10, 20, 30 секунд).
3. Отпустить шарик без начального толчка. Важно, чтобы начальная скорость шарика была равна нулю. Одновременно с отпусканием шарика необходимо запустить секундомер.
4. В момент удара шарика о цилиндр остановить секундомер. Записать полученное значение времени $\text{t}$.
5. Повторить опыт 5 раз, каждый раз возвращая шарик в одно и то же начальное положение. Это необходимо для уменьшения влияния случайных погрешностей и получения более достоверного результата.
6. Результаты всех пяти измерений занести в таблицу.

Поскольку реальный эксперимент провести невозможно, приведем гипотетические результаты измерений и выполним их обработку.

Пример таблицы с результатами измерений:

Номер опыта, $\text{n}$	Время падения, $t_n$ (с)
1	0,41
2	0,40
3	0,42
4	0,39
5	0,41

Далее, на основе полученных данных, обычно вычисляют среднее значение времени падения, чтобы получить наиболее точную оценку измеряемой величины.

Дано:

Результаты пяти измерений времени падения шарика:
$t_1 = 0,41$ с
$t_2 = 0,40$ с
$t_3 = 0,42$ с
$t_4 = 0,39$ с
$t_5 = 0,41$ с
Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Среднее время падения $t_{ср}$.

Решение:

Среднее значение времени падения находится как среднее арифметическое всех результатов измерений. Формула для расчета среднего значения для $n=5$ измерений:$$ t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3 + t_4 + t_5}{5} $$Подставим полученные в ходе эксперимента данные в эту формулу:$$ t_{ср} = \frac{0,41 \text{ с} + 0,40 \text{ с} + 0,42 \text{ с} + 0,39 \text{ с} + 0,41 \text{ с}}{5} $$$$ t_{ср} = \frac{2,03 \text{ с}}{5} $$$$ t_{ср} = 0,406 \text{ с} $$При записи окончательного ответа результат следует округлить до того же количества знаков после запятой, что и у исходных измерений (в данном случае, до сотых).$$ t_{ср} \approx 0,41 \text{ с} $$

Ответ: в результате проведения эксперимента и обработки данных было определено среднее время падения шарика, которое составило $t_{ср} \approx 0,41$ с.