Зертханалық жұмыс тақырыбы: Еркін түсу үдеуін анықтау

Мақсаты:

Математикалық маятниктің және математикалық маятниктің виртуалды моделі көмегімен Жердегі еркін түсу үдеуін анықтау, алынған мәнді нақты мәнмен – 9,8 м/с² салыстыру.

Барлық есептеулерді жүргізіп және қорытынды жасау.

Құрал- жабдықтар:

Зертханалық штатив, қысқыш, екі жұқа жазық пластиналар (қысқышта жіпті ұстап тұру үшін), созылмайтын жіңішке жіп, секундомер, өлшеуіш таспа (метрлік сызғыш).

Теориялық түсінік.

Денелердің еркін түсу үдеуі деп ауа кедергісі болмағанда денелердің Жерге түсуін айтады. XVI ғасырдың аяғында итальян ғалымы Г.Галилей тәжірибелік жолмен сол заманға сай уақыт дәлдігімен ауа болмағанда барлық денелер Жерге бірқалыпты үдемелі түсетінін және барлық денелердің үдеулері бірдей болатынын анықтады. Осыдан 2000 жыл бұрын Аристотельден бастап ғылымда ауыр денелер жеңіл денелерге қарағанда Жерге жылдамырақ түсетіні ұйғарылды. Денелердің Жерге түсетін үдеуі еркін түсу үдеуі деп аталады. Еркін түсу үдеуінің векторы g символымен белгіленеді. Оның бағыты вертикаль төмен бағытталады. Жер шарының әртүрлі нүктелерінде географиялық ені және бойына теңіз деңгейіне байланысты g-дің сандық мәні бірдей болмайды. Жуық шамамен полюстерде 9,83 м/с² –ден экваторда 9,78 м/с² дейін өзгереді. Мәскеудің енінде g=9,81523м/с² . Әдетте есептеулерде жоғары дәлдік қажет болмаса, онда Жер бетіндегі g-дің сандық мәні ретінде 9,8 м/с² немесе тіпті 10 м/с² деп алады.

Тұрақты үдеумен дененің еркін түсуі ауырлық күшінің әсерінен болады. Дененің еркін түсу үдеуін анықтау үшін, түсу биіктігімен түсу уақытын білсе болғаны немесе дененің еркін түсу үдеуін математикалық маятниктің көмегімен де анықтауға болады. Ол үшін математикалық маятниктің тербеліс периодының формуласын пайдаланамыз , мұндағы Т – математикалық маятниктің бір тербеліс жасауға кеткен уақыты, яғни тербеліс периоды. , N – тербеліс саны, t – сол тербеліс жасауға кеткен уақыт. Ал l – математикалық маятниктің ұзындығы, g – еркін түсу үдеуі. Сондықтан, теңдеудің екі жағын квадраттап, осыдан g еркін түсу үдеуінің формуласын қортып шығарамыз немесе

Зертханалық жұмысты орындау.

Әр студент жұмысқа қажетті құрал жабдықтар және жұмысты орындауға қажет үлестірмелі парақтар – 2 қосымшадан алады.

1. Столдың шетіне тұрғы орнатыңдар немесе виртуалды зертхана бөлімінен, тақырып бойынша көрсетілген симуляторды ашыңыз.
2. Жіпке ілінген жүктің массасын, ұзвндығын, ауытқуын таңдап алыңыз.

3. Сызғыш көмегімен жіп ұзындығын өлшеңдер.
l=......м

4. Маятникті тепе-теңдік күйінен 5-8 см-ге ауытқытып,содан соң жіберіңдер.

5. Толық 20 тербеліс жасауға кеткен уақытты t өлшеңдер. t=.....с

6. Тәжірибені үш рет қайталаңыз.

7. Алынған мәліметтерді пайдаланып тербеліс периодын анықтаңыз Т =

8.Тәжірибе нәтижелері бойынша g еркін түсу үдеуінің мәнін келесі формула бойынша есептеңдер:

9. Еркін түсу үдеуінің практикалық тәжірибе бойынша алынған мәнін g теориялық мәнімен, яғни салыстырыңыз

10. Алынған нәтижелерді кестеге жазыңдар.

https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_en.html

Талдау

Жинақтау

Тәжірибені жасап, еркін түсуді анықтау қорытынды жазу

Еркін түсуге мысал келтір?

Математикалық маятниктің және еркін түсу үдеуінің өз мамандықтарымен байланысы?

Сабақты қорытындылау және рефлексия