Pohyb vozíka. A. Pohyb vďaka tiaži závažia. V tomto prípade sila, ktorá spôsobuje rovnomerne zrýchlený pohyb vozíka je rovná tiaži závažia: F = G zav.

Transcript

1 Phyb vzíka Rvnmerný phyb vzíka sa uskutčňuje pri knštantnej rýchlsti v, ktrá sa nemení s časm. Pri takmt phybe vzík za určitý čas t prejde dráhu s s = v t (). V prípade, že rýchlsť vzíka rastie rvnmerne s časm jedná sa rvnmerne zrýchlený phyb. Rýchlsť sa mení pdľa vzťahu v = a t +v 0 (), kde a [m.s - ] je zrýchlenie vzíka a v 0 [m/s] je pčiatčná rýchlsť. Dráha pre prípad rvnmerne zrýchlenéh phybu je daná vzťahm: s = ½ a t + v 0 t + s 0 (3), kde s 0 je dráha v čase 0 sekúnd. V našm prípade bude vzík na začiatku phybu stáť (v 0 = 0 m/s) a jeh pčiatčná dráha bude nulvá. Vzťah prejde d jednduchšieh tvaru s = ½ a t (4), z ktréh ptm nebude prblém určiť zrýchlenie. Zrýchlený phyb vzíka nastáva v prípade, ak naň pôsbí vnkajšia sila F. Ptm na základe II. Newtnvh zákna ( F = m a ), dkážeme určiť výsledné zrýchlenie a vzíka pri známej hdnte jeh hmtnsti m. V našm prípade budeme skúmať tri typy rvnmerne zrýchlenéh phybu. A. Phyb vďaka tiaži závažia. V tmt prípade sila, ktrá spôsbuje rvnmerne zrýchlený phyb vzíka je rvná tiaži závažia: F = G zav. Tu sa jedná a zviazaný phyb dvch telies: vzíka a závažia. Na vzík pôsbí len ťahvá sila T a na závažie rzdiel jeh tiaže a ťahvej sily č sa dá zapísať nasledvne: mvz avz = T azav = Gzav T = g T, keďže vzík a závažie sú prepjené nitku ich zrýchlenie je rvnaké: a = a vz = azav mvz a = g m a a = ater = g () mvz +

2 B. Phyb p naklnenej dráhe vplyvm tiaže vzíka. V tmt prípade sila, ktrá spôsbuje rvnmerne zrýchlený phyb vzíka je rvná len sínusvej zlžke tiaži vzíka: F = G vz sin α. mvz a = Gvz sinα = mvz g sinα a = at er = g sinα (6) C. Phyb p naklnenej dráhe vplyvm rzdielu tieže závažia a vzíka. V tmt prípade sila, ktrá spôsbuje rvnmerne zrýchlený phyb vzíka je rvná rzdielu tiaži závažia a sínusvej zlžke tiaže vzíka: F = G zav - G vz sin α. Tu sa jedná zase zviazaný phyb dvch telies: vzík a závažie. Na vzík však v tmt prípade pôsbí krem ťahvej sily T aj pačným smerm sínusvá zlžka tiaže vzíka. Na závažie ak v predšlm prípade rzdiel jeh tiaže a ťahvej sily č sa dá zapísať nasledvne: mvz avz = T + Gvz sinα azav = Gzav T = g T keďže vzík a závažie sú prepjené nitku ich zrýchlenie je rvnaké: a = a vz = azav mvz sinα a = g mvz a mvz g sinα a = ater = g (7). mvz +

3 Ciele merania. Phyb p rvine a. Phyb s mtrčekm b. Phyb z závažím. Phyb p naklnenej dráhe a. Phyb nadl vplyvm tiaže b. Phyb nahr vďaka závažiu Pmôcky: Vzík, vzík s mtrčekm, žávažia, nitka ptické brány s čítačm Dráha, pdstavec, uhlmer Váha, meter

4 .a) Phyb p rvine s mtrčekm. Jedná sa rvnmerný phyb vďaka vlastnému zdrju vzíka mtrček.. Zstavte aparatúru pdľa brázku. Na dráhu pripevnite ptické brány L a L, ktré zapjíte d snímača. Obr.. Na snímači vyberte plhu: L START L STOP. 3. Zmerajte si vzdialensť medzi ptickými bránami L a L a značte ak s [m]. 4. Vynulujte snímaš a na vzíku nastavte rýchlsť. Zapnite mtrček a pustite p pripravenej dráhe. P prejdení danej dráhy si zaznamenajte čas ti [s] a zapíšte d tabuľky č.. Meranie zpakujte krát. Tabuľka č. Rýchlsť Hmtnsť t t t 3 t 4 t t = t i v [m/s]. Z nameraných hdnôt vypčítajte priemernú hdntu t a určte rýchlsť s rvnmernéh phybu z vzťahu (): v = [ m / s]. t 6. Meranie skúste zpakvať aj pre rôzne hmtnsti vzíka, závažia. 7. Meranie zpakujte aj pre iné rýchlsti vzíka.

5 . b) Phyb p rvine vplyvm závažia.. Pripjte na knci dráhy kliesk a k vzíku priviažte nitku, na knci ktrej sa bude dať upevniť závažie (Obr. ). Obr.. Zvážte vzík m vz. 3. Na kniec nitky pripevnite držiak na závažia hmtnsti m zav. 4. Uvľnite vzík a zaznamenajte si čas ti [s] a zapíšte d tabuľky č.. Meranie zpakujte krát. Tabuľka č. mvz t t t 3 t 4 t t = t i a a ter. Z priemernéh času určte zrýchlenie vzíka a, pmcu vzťahu (4). s Odvdenie: s = a t a = t 6. Meranie zpakujte pre rôzne hmtnsti závažia. 7. Bdy merania zpakujte pre rôzne hmtnsti vzíka (pridanie závažia). 8. Určte teretické hdnty zrýchlenia a ter pmcu vzťahu (). 9. Diskutujte experimentálne a teretické hdnty zrýchlenia.

6 . a) Phyb p naklnenej dráhe nadl vplyvm tiaže.. Zstavte aparatúru pdľa brázku 3. Na dráhu pripevnite ptické brány L a L, ktré zapjíte d snímača.. Na snímači nastavte plhu: L START L STOP. 3. Zmerajte si vzdialensť medzi ptickými bránami L a L a značte ak s [m]. 4. Celú dráhu pdprite na knci tak aby uhl sklnu bl α (Obr. 3). Obr. 3. Zvážte vzík m vz. 6. Uvľnite vzík a zaznamenajte si čas ti [s] a zapíšte d tabuľky č.3. Meranie zpakujte krát a určte priemerný čas. Tabuľka č.3 α mvz t t t 3 t 4 t t = t i a exp a ter 7. Meranie zpakujte pre rôzne hmtnsti vzíka. 8. Bdy merania 6. a 7. zpakujete pre rôzne uhly α 0, α Z známych hdnôt určte priemerný čas t phybu vdíka. 0. Z priemernéh času určte experimentálne zrýchlenie vzíka. s Odvdenie: s = a t a = t 0. Určte teretické hdnty zrýchlenia ater pmcu vzťahu (6).. Diskutujte experimentálne a teretické hdnty zrýchlenia. Na základe výsledkv meraní dpvedzte na nasledujúce tázky: Ak sa mení rýchlsť v vzíka, ak dráha s sa zväčšuje a výška h naklnenej rviny zstáva rvnaká? Ak sa mení rýchlsť v, ak dráha s rvnaká a výška h naklnenej rviny sa zmenší? Vyknajte meranie určenia rýchlsti vzíka pri výške h = 0 cm pre nasledujúce dráhy s = 0, m; 0,4 m; 0,60 m. Skúste najprv dhadnúť rýchlsť vzíka, ktrú bude mať p prejdení dráhy s = 0,90 m a kedy dsiahne rýchlsť 0,90 m/s. Svje predpvede verte ptm aj experimentálne. Napadajú vás ešte nejaké fyzikálne závery?

7 . b) Phyb p naklnenej rvine nahr vďaka závažiu.. Pripjte na knci dráhy kliesk a k vzíku priviažte nitku, na knci ktrej sa bude dať upevniť závažie (Obr. 4).. Celú dráhu pdprite na jednm tak aby uhl sklnu bl α (Obr. 4). Obr Zvážte vzík m vz a hmtnsť závažia m zav. 4. Uvľnite vzík a zaznamenajte si čas ti [s] a zapíšte d tabuľky č. 4. Meranie zpakujte krát a určte priemerný čas t. Tabuľka č. 4 α mvz t t t 3 t 4 t t = t i t ter. Meranie zpakujte pre rôzne hmtnsti závaží. 6. Bdy merania 4. a. zpakujete pre rôzne hmtnsti vzíka. 7. Bdy merania zpakujete pre rôzne uhly α 0, α Z známych hdnôt určte teretický čas phybu vdíka na základe prejdenej dráhy a teretickéh zrýchlenia pdľa vzťahu (7). 9. Diskutujte experimentálne a teretické hdnty času.