Номер 2, страница 58 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. С помощью игрушечной машинки, а также рулетки и секундомера определите среднюю скорость этой игрушки.

Для определения средней скорости игрушечной машинки необходимо провести эксперимент, который включает в себя измерение пройденного пути и времени движения. Ниже приведено пошаговое руководство.

Цель работы: Экспериментально определить среднюю скорость движения игрушечной машинки.

Оборудование: Игрушечная машинка (например, с инерционным или электрическим двигателем), рулетка или измерительная лента, секундомер (можно использовать секундомер в смартфоне).

Ход работы:

1. Подготовьте ровную горизонтальную поверхность достаточной длины для движения машинки (например, пол в комнате).

2. С помощью рулетки отмерьте на этой поверхности определенное расстояние, которое будет проходить машинка. Обозначьте на полу линии старта и финиша. Это расстояние будет пройденным путем S. Для повышения точности измерений рекомендуется выбирать расстояние не менее 1-2 метров.

3. Поставьте машинку так, чтобы её передняя часть находилась на линии старта.

4. Запустите машинку и одновременно с началом её движения включите секундомер.

5. Остановите секундомер в тот момент, когда передняя часть машинки пересечет линию финиша. Запишите полученное время движения t.

6. Для уменьшения случайной погрешности и получения более точного результата, повторите измерения (пункты 3-5) несколько раз (например, 3-5 раз). Запишите все полученные значения времени в таблицу.

Вычисление средней скорости и пример расчета:

Средняя скорость движения вычисляется по формуле $v_{ср} = \frac{S}{t}$, где $S$ – это весь пройденный путь, а $t$ – всё время движения. Если провести несколько измерений времени ($t_1, t_2, ...$), то для более точного результата сначала находят среднее время $t_{ср}$, а затем искомую скорость.

Продемонстрируем на примере с гипотетическими данными измерений.

Дано:

Пройденный путь: $S = 2 \text{ м}$

Результаты измерений времени (3 попытки):

$t_1 = 4.2 \text{ с}$

$t_2 = 4.0 \text{ с}$

$t_3 = 4.1 \text{ с}$

Найти:

$v_{ср}$ - среднюю скорость машинки.

Решение:

1. Найдем среднее время движения, усреднив результаты трех измерений:

$t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3} = \frac{4.2 \text{ с} + 4.0 \text{ с} + 4.1 \text{ с}}{3} = \frac{12.3 \text{ с}}{3} = 4.1 \text{ с}$

2. Теперь рассчитаем среднюю скорость, подставив измеренное расстояние и найденное среднее время в основную формулу:

$v_{ср} = \frac{S}{t_{ср}} = \frac{2 \text{ м}}{4.1 \text{ с}} \approx 0.4878 \text{ м/с}$

3. Округлим результат до двух значащих цифр после запятой для удобства:

$v_{ср} \approx 0.49 \text{ м/с}$.

Ответ: Чтобы определить среднюю скорость игрушки, необходимо рулеткой измерить пройденное расстояние S и секундомером — время движения t. Средняя скорость находится делением пути на время: $v_{ср} = S/t$. Для увеличения точности рекомендуется провести несколько заездов, измерить время для каждого ($t_1, t_2, ...$), найти среднее арифметическое время $t_{ср}$ и затем рассчитать скорость по формуле $v_{ср} = S/t_{ср}$. В приведенном примере с расстоянием 2 м и средним временем 4.1 с, средняя скорость машинки составила приблизительно $0.49 \text{ м/с}$.