Номер 2, страница 307 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Лабораторные работы - номер 2, страница 307.

Условие.

Лабораторная работа 2

ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ ТЕЛА ПРИ РАВНОУСКОРЕННОМ ДВИЖЕНИИ

Цель работы: измерить ускорение тела, совершающего равноускоренное движение.

Оборудование: жёлоб, шарик, штатив с муфтой и лапкой, металлический цилиндр, измерительная лента, метроном (один на класс) или секундомер.

Указания к выполнению работы

1. Используя штатив, укрепите жёлоб так, как это показано на рисунке Л1. Угол наклона жёлоба к горизонту должен быть небольшим.

Рис. Л1

2. Если для измерения времени вы используете метроном, то настройте его на 120 ударов в минуту (в этом случае промежуток времени между двумя последовательными ударами метронома составит 0,5 с).

3. Положив шарик на верхний край жёлоба, отпустите его одновременно с каким-либо ударом метронома. Для облегчения измерений в конце жёлоба поместите металлический цилиндр, причём так, чтобы скатившийся шарик ударился о него также одновременно с каким-либо ударом метронома.

4. Измерьте время движения шарика по жёлобу. При использовании метронома учтите, что $t = n \cdot 0,5$ с, где $\text{n}$ — число промежутков времени, по 0,5 с каждый, затраченного на преодоление шариком всего пути.

5. С помощью измерительной ленты определите пройденный шариком путь $\text{s}$.

6. Полученные в ходе измерений данные занесите в таблицу.

$\text{n}$	$\text{t}$, с	$\text{s}$, м

7. Воспользовавшись формулой (7.1), найдите ускорение шарика.

8. Сделайте вывод, записав, чему равно ускорение шарика.

Решение.

6. Полученные в ходе измерений данные занесите в таблицу.

Для выполнения лабораторной работы были проведены три измерения. Результаты занесены в таблицу:

n	t, c	s, м
4	2,0	0,40
5	2,5	0,63
6	3,0	0,90

7. Воспользовавшись формулой (7.1), найдите ускорение шарика.

Дано:

$n_1 = 4$, $t_1 = 2,0 \text{ c}$, $s_1 = 0,40 \text{ м}$
$n_2 = 5$, $t_2 = 2,5 \text{ c}$, $s_2 = 0,63 \text{ м}$
$n_3 = 6$, $t_3 = 3,0 \text{ c}$, $s_3 = 0,90 \text{ м}$
Начальная скорость шарика $v_0 = 0 \text{ м/с}$ (так как он начинает движение из состояния покоя).

Данные уже представлены в системе СИ.

Найти:

Ускорение шарика $\text{a}$.

Решение:

Движение шарика по желобу является равноускоренным. Путь, пройденный телом при равноускоренном движении без начальной скорости, определяется формулой:

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

Из этой формулы выразим ускорение $\text{a}$ (это и есть искомая формула 7.1):

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

Рассчитаем ускорение для каждого из трёх опытов:

1. Для первого опыта:

$a_1 = \frac{2s_1}{t_1^2} = \frac{2 \cdot 0,40 \text{ м}}{(2,0 \text{ с})^2} = \frac{0,80 \text{ м}}{4,0 \text{ с}^2} = 0,20 \text{ м/с}^2$

2. Для второго опыта:

$a_2 = \frac{2s_2}{t_2^2} = \frac{2 \cdot 0,63 \text{ м}}{(2,5 \text{ с})^2} = \frac{1,26 \text{ м}}{6,25 \text{ с}^2} \approx 0,202 \text{ м/с}^2$

3. Для третьего опыта:

$a_3 = \frac{2s_3}{t_3^2} = \frac{2 \cdot 0,90 \text{ м}}{(3,0 \text{ с})^2} = \frac{1,80 \text{ м}}{9,0 \text{ с}^2} = 0,20 \text{ м/с}^2$

Для получения более точного результата найдем среднее значение ускорения:

$a_{ср} = \frac{a_1 + a_2 + a_3}{3} = \frac{0,20 + 0,202 + 0,20}{3} = \frac{0,602}{3} \approx 0,201 \text{ м/с}^2$

Округлим результат до сотых, так как исходные данные имели два знака после запятой:

$a_{ср} \approx 0,20 \text{ м/с}^2$

Ответ: ускорение шарика составляет приблизительно $0,20 \text{ м/с}^2$.

8. Сделайте вывод, записав, чему равно ускорение шарика.

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы было измерено ускорение шарика, скатывающегося по наклонному желобу. Цель работы достигнута. На основе проведённых измерений пути и времени движения было рассчитано среднее значение ускорения. Возможные погрешности в измерениях могут быть связаны с неточностью определения момента начала и конца движения, а также с погрешностью измерительной ленты. Ускорение шарика при его равноускоренном движении по желобу составило $a \approx 0,20 \text{ м/с}^2$.

Ответ: ускорение шарика равно $0,20 \text{ м/с}^2$.