Дослідження руху тіла у полі тяжіння Землі

Обладнання: пластикова пляшка об’ємом 1, 5–2 л, підфарбована вода, аркуш паперу формату А3, скотч, цифрова фотокамера (підійде вмонтована в мобільний телефон), лінійка, фломастер, комп’ютер, принтер.

Завдання дослідження: довести параболічність траєкторії тіла, що рухається у полі тяжіння Землі поблизу її поверхні, а також визначити за фотографіями траєкторію тіла, швидкість його руху у певній точці траєкторії.

Підказки

1. Якщо розглядати в якості тіла, що рухається, краплю води, то потік води, який складається із великої кількості крапель, буде являти траєкторію кожної краплі.

2. Для того щоб зафіксувати траєкторію, необхідно її просто сфотографувати, а щоб за фотографією можна було зробити будь-які розрахунки, потрібно сфотографувати потік рідини на фоні сантиметрової сітки. При цьому, сітка і потік повинні бути розміщені достатньо близько одна до одної, а фотоапарат — на рівні об’єктива.

Хід дослідження

1. Нанесіть на аркуш паперу фломастером сантиметрову сітку. Закріпіть аркуш на стіні поблизу ванної кімнати або раковини умивальника, розмістіть пляшку недалеко від аркуша і зробіть декілька фотографій струї на фоні сантиметрової сітки. Роздрукуйте отримані результати.

2. Проаналізуйте отриманий рисунок і доведіть, що він є графіком параболи. Для цього побудуйте осі ОХ і ОY на отриманому знімку. Результати вимірювання занесіть до створеної вами таблиці.

3. За отриманими даними визначте швидкість витікання потоку води з отвору, всі дані взявши із вашого графіка.

4. Запропонуйте спосіб встановлення залежності дальності польоту від направленої горизонтально початкової швидкості руху. Використовуйте наявне обладнання. Зробіть пояснювальний рисунком.

5. Проаналізуйте власну діяльність і виділіть наступні її структурні елементи, які, на ваш погляд, відображають головний зміст проробленої роботи.

6. Факти: перерахуйте труднощі, які виникли під час виконання дослідження.

7. Модель: які фізичні величини ви використовували для характеристики моделі; які закономірності, закони у поведінці моделі вам вдалось встановити.

8. Наслідки: в яких умовах побудована вами фізична модель «не буде працювати»?; де ще може бути застосований у роботі даний метод?

9. Мої роздуми: 1) розрахунки, відкриття на етапі проведення експерименту; 2) ідеї, проекти, нові задачі після проведеного експерименту.