Исследование свободного падения тел.

Цель:

1. доказать, что свободное падение является примером равноускоренного движения;

2. измерить ускорение свободного падения;

3. исследовать зависимость ускорения свободного падения от массы падающего тела.

Оборудование: машина Атвуда, электронный секундомер с комплектом приставок, выпрямитель В-24, весы с разновесами, металлические шарики разной массы.

Установка для опыта имеет вид, показанный на рис. 1. Перемещая пускатель, можно изменять высоту падения шарика. C помощью электромагнита металлический шарик удерживается на острие пускателя. Электронный секундомер измеряет время падения. При включении пускателя автоматически включается секундомер. Когда шарик падает на нижнюю защелку, она открывается и секундомер выключается. Для каждой высоты делается три опыта, в таблицу внесено среднее время падения.

Таблица 4

Рис. 1

h, м

По данным опыта построим график зависимо-

сти высоты падения шарика от времени (см. рис. 2).

0, 6 - • График представляет собой параболу, это значит,

что h=f(t²). Такая зависимость справедлива для

0, 5 - • равноускоренного движения: x=x₀+v₀t+at²/2.

0, 4 - •

Вывод: свободное падение – движение

0, 3 - • равноускоренное.

0, 2 - •

0, 1 - •

0, 26 0, 32

0 ﺍ ﺍ ﺍ ﺍ ﺍ ﺍ t, с

0, 14 0, 21 0, 29 0, 35

Рис. 2

По данным проведенных опытов вычислим ускорение свободного падения. Так как в момент пуска скорость шарика равна 0, то можно применить формулу . Выразим отсюда ускорение свободного падения: .

Таблица 5

По результатам шести опытов найдем среднее значение ускорения свободного падения:

Ускорение свободного падения =9, 6 м/с².

Исследуем зависимость ускорения свободного падения шарика от его массы. Для этого проведем опыты с шариками разной массы.

Таблица 6

Вывод: ускорение свободного падения не зависит от массы тела.