μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης (μελέτη με ηλεκτρικό χρονομετρητή και χαρτοταινία)

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης (μελέτη με ηλεκτρικό χρονομετρητή και χαρτοταινία)"

Νύξ Παπαϊωάννου
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 φυσική Α τάξης λυκείου εργαστηριακή άσκηση μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης (μελέτη με ηλεκτρικό χρονομετρητή και χαρτοταινία) ΠΕ φυσικός [1]

2 Α' Τάξη Λυκείου Φύλλο Εργασίας Άσκηση: Μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης. (μελέτη με ηλεκτρικό χρονομετρητή και χαρτοταινία) Ομάδα: α/α 1. Ονοματεπώνυμο Στόχοι της άσκησης Να πραγματοποιήσετε ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση. Να πάρετε μετρήσεις με τη βοήθεια ηλεκτρικού χρονομετρητή και χαρτοταινίας και να συμπληρώσετε τον πίνακα μετρήσεων. Να κατασκευάσετε τις γραφικές παραστάσεις της ταχύτητας u και της απόστασης x συναρτήσει του χρόνου για την επαλήθευση των νόμων της ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης. ΠΕ φυσικός [2]

3 1. Μελέτη με χαρτοταινία και ηλεκτρικό χρονομετρητή Όργανα Συσκευές Υλικά που θα χρειαστούμε: 1. Ξύλινες ράβδοι (2) 2. Σφιγκτήρες τύπου «G» (6) 3. Μεταλλική βάση 4. Μεταλλική ράβδος μεγάλη 5. Μεταλλικοί σύνδεσμοι (2) 6. Τροχαλίες (2) 7. Νήμα 8. Βαριδάκι ΠΕ φυσικός [3]

4 9. Αμαξίδιο 10. Ηλεκτρικός χρονομετρητής με τροφοδοτικό 11. Χαρτοταινία ΠΕ φυσικός [4]

Πειραματική διάταξη Στις δύο άκρες του τραπεζιού στερεώνουμε τις δύο ξύλινες ράβδους

μεταλλική ράβδο και πάνω στη μεταλλική ράβδο τις δύο τροχαλίες με τη βοήθεια των δύο

Στην απέναντι πλευρά στερεώνουμε τον ηλεκτρικό χρονομετρητή (tick timer) με τη

Συνδέουμε το τροφοδοτικό με τον χρονομετρητή, προσέχοντας η τάση στον μετασχηματιστή

Περνάμε το νήμα από τις τροχαλίες και τη μία άκρη τη δένουμε στο αμαξίδιο και στην

5 Πειραματική διάταξη Στις δύο άκρες του τραπεζιού στερεώνουμε τις δύο ξύλινες ράβδους με τη βοήθεια 4 σφιγκτήρων τύπου G (οι ξύλινες ράβδοι λειτουργούν και σαν «στοπ» για το αμαξίδιο). Στη μια πλευρά του τραπεζιού στερεώνουμε τη μεταλλική βάση, πάνω σε αυτή τη μεγάλη μεταλλική ράβδο και πάνω στη μεταλλική ράβδο τις δύο τροχαλίες με τη βοήθεια των δύο μεταλλικών συνδέσμων. Στην απέναντι πλευρά στερεώνουμε τον ηλεκτρικό χρονομετρητή (tick timer) με τη βοήθεια ενός σφιγκτήρα τύπου G. Συνδέουμε το τροφοδοτικό με τον χρονομετρητή, προσέχοντας η τάση στον μετασχηματιστή να είναι 12 V. Τοποθετούμε τον επιλογέα του χρονομετρητή στη θέση 50 Hz. Περνάμε το νήμα από τις τροχαλίες και τη μία άκρη τη δένουμε στο αμαξίδιο και στην άλλη άκρη κρεμάμε το βαριδάκι. Κόβουμε ένα κομμάτι χαρτοταινία (όσο περίπου το μήκος του τραπεζιού). Τη μία άκρη τη στερεώνουμε με μονωτική ταινία στο αμαξίδιο, και την άλλη την περνάμε από τις ειδικές εγκοπές του ηλεκτρικού χρονομετρητή προσέχοντας να περάσει κάτω από το καρμπόν. ΠΕ φυσικός [5]

Η πειραματική διάταξη τελικά θα έχει την εξής μορφή: Το αμαξίδιο παρασύρεται από το βαριδάκι με το οποίο είναι συνδεδεμένο και εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση.

Άρα δύο διαδοχικά 1 χτυπήματα της ακίδας, απέχουν χρονικά Δt = s = 0,02 s.

6 Η πειραματική διάταξη τελικά θα έχει την εξής μορφή: Το αμαξίδιο παρασύρεται από το βαριδάκι με το οποίο είναι συνδεδεμένο και εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση. Ο ηλεκτρικός χρονομετρητής λειτουργεί στα 50 Hz. Αυτό σημαίνει ότι η ακίδα του χτυπάει πάνω στο καρμπόν 50 φορές κάθε δευτερόλεπτο και δημιουργεί μια κουκκίδα πάνω στη χαρτοταινία. Άρα δύο διαδοχικά 1 χτυπήματα της ακίδας, απέχουν χρονικά Δt = s = 0,02 s. Τελικά, στη 50 χαρτοταινία σχηματίζονται κουκκίδες, οι οποίες στην αρχή είναι πιο κοντά μεταξύ τους (αφού η ταχύτητα του αμαξίδιου στην αρχή είναι πιο μικρή) και στη συνέχεια αραιώνουν μεταξύ τους. Εκτέλεση του πειράματος Φέρνουμε το αμαξίδιο στην πλευρά του τραπεζιού που έχουμε στερεώσει το χρονομετρητή και κρατάμε ακίνητο. Θέτουμε σε λειτουργία τον ηλεκτρικό χρονομετρητή σπρώχνοντας το διακόπτη στη θέση ΟΝ. Αφήνουμε ελεύθερο το αμαξίδιο να κινηθεί. Όταν φτάσει στην απέναντι άκρη, απενεργοποιούμε τον ηλεκτρικό χρονομετρητή και α- φαιρούμε τη χαρτοταινία. ΠΕ φυσικός [6]

Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων Ξεκινώντας, επιλέγουμε και σημειώνουμε (αυθαίρετα) μία από τις πρώτες ευδιάκριτες κουκκίδες της χαρτοταινίας (κουκκίδα 0).

Εφόσον δύο διαδοχικές κουκκίδες απέχουν χρονικά μεταξύ τους 0,02 s (η συχνότητα του ηλ.

Σχηματικά, η διαδικασία απεικονίζεται στα παρακάτω σχήματα: Καταγράψτε τις μετρήσεις σας στον παρακάτω πίνακα: Όλα τα χρονικά διαστήματα Δt είναι 0,2 s

7 Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων Ξεκινώντας, επιλέγουμε και σημειώνουμε (αυθαίρετα) μία από τις πρώτες ευδιάκριτες κουκκίδες της χαρτοταινίας (κουκκίδα 0). Σημειώνουμε κουκκίδες ανά δέκα, μέχρι το τέλος της χαρτοταινίας. Μετράμε τις αποστάσεις (Δx) ανά δέκα (10) κουκκίδες. Εφόσον δύο διαδοχικές κουκκίδες απέχουν χρονικά μεταξύ τους 0,02 s (η συχνότητα του ηλ. Χρονομετρητή είναι 50 Hz), οι 10 κουκκίδες θα απέχουν χρονικά Δt=0,2 s. Σχηματικά, η διαδικασία απεικονίζεται στα παρακάτω σχήματα: Καταγράψτε τις μετρήσεις σας στον παρακάτω πίνακα: Όλα τα χρονικά διαστήματα Δt είναι 0,2 s (χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ 10 διαδοχικών κουκκίδων). Πίνακας Μετρήσεων α/α αριθμός κουκκίδας x (cm) Δx (cm) Δt (s) t (s) Δx υ = Δt (m/s) Δυ (m/s) Δυ α = Δt (m/s 2 ) , ,2 3 0,2 4 0,2 5 0,2 6 0,2 7 0,2 8 0,2 9 0,2 10 0,2 Κατασκευάστε τις γραφικές παραστάσεις: 1) ταχύτητας χρόνου (υ-t) 2) θέσης χρόνου (x-t) ΠΕ φυσικός [7]

Σχετικά έγγραφα

μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης (μελέτη με φωτοπύλες και ηλεκτρονικά χρονόμετρα)

φυσική Α τάξης λυκείου εργαστηριακή άσκηση μελέτη ευθύγραμμης ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης (μελέτη με φωτοπύλες και ηλεκτρονικά χρονόμετρα) ΠΕ 04.01 φυσικός [1] Α' Τάξη Λυκείου Φύλλο Εργασίας Άσκηση: Μελέτη