Правая сторона, страница 11 - гдз по физике 9 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 1. Механическое движение. Вариант 5 - страница 11.

Условие.

Правая сторона

Оборудование: шарик; наклонный жёлоб2; рулетка или санти-метровая лента; часы, позволяющие измерять время с точностью до секунды.

1. Измерьте путь, который проходит шарик за 2 с, скатываясь без начальной скорости по жёлобу. Вычислите с учётом полученных данных ускорение шарика.

Результаты: ___________.

2*. Используя полученные данные, вычислите путь, который проходит шарик за 1 с. Попробуйте проверить ваши расчёты на опыте.

Результаты: ___________.

Решение.

1. Поскольку данная задача представляет собой описание лабораторной работы, для её решения необходимо провести эксперимент. Так как провести реальный эксперимент невозможно, предположим, что в результате измерения было установлено, что шарик, скатываясь без начальной скорости, за 2 секунды проходит путь, равный 40 см.

Дано:

Время движения, $t = 2$ с

Начальная скорость, $v_0 = 0$ м/с

Пройденный путь, $s_2 = 40$ см

Перевод в систему СИ:

$s_2 = 0.4$ м

Найти:

Ускорение шарика, $a$ - ?

Решение:

Движение шарика по наклонному желобу является равноускоренным. Путь при равноускоренном движении без начальной скорости определяется по формуле:

$s = v_0t + \frac{at^2}{2}$

Поскольку начальная скорость $v_0 = 0$, формула упрощается:

$s = \frac{at^2}{2}$

Выразим из этой формулы ускорение $a$:

$a = \frac{2s}{t^2}$

Подставим наши (предполагаемые) экспериментальные данные в формулу:

$a = \frac{2 \cdot 0.4 \text{ м}}{(2 \text{ с})^2} = \frac{0.8 \text{ м}}{4 \text{ с}^2} = 0.2 \text{ м/с}^2$

Результаты: Путь, пройденный шариком за 2 с, составил (предположительно) 40 см. Вычисленное ускорение шарика равно 0.2 м/с².

Ответ: $a = 0.2 \text{ м/с}^2$.

2*. Дано:

Ускорение шарика (из п. 1), $a = 0.2 \text{ м/с}^2$

Время движения, $t_1 = 1$ с

Начальная скорость, $v_0 = 0$ м/с

Найти:

Пройденный путь за 1 с, $s_1$ - ?

Решение:

Используем ту же формулу для пути при равноускоренном движении без начальной скорости, подставив в неё время $t_1 = 1$ с и вычисленное в предыдущем пункте ускорение $a$.

$s_1 = \frac{at_1^2}{2}$

Подставим значения:

$s_1 = \frac{0.2 \text{ м/с}^2 \cdot (1 \text{ с})^2}{2} = \frac{0.2 \text{ м}}{2} = 0.1 \text{ м}$

Переведём результат в сантиметры для удобства проверки на опыте: $0.1 \text{ м} = 10 \text{ см}$.

Для проверки расчётов на опыте необходимо снова пустить шарик по желобу без начальной скорости и измерить расстояние, которое он пройдёт за 1 секунду. Если измеренное значение будет близко к 10 см, расчёты верны.

Результаты: Расчётный путь, который проходит шарик за 1 с, составляет 10 см.

Ответ: $s_1 = 0.1 \text{ м}$ (или 10 см).