Ruch pod wpływem niezrównoważonej siły

Szczegóły

Kategoria: Fizyka szkolna

Opublikowano:piątek, 26 luty 2021 16:26

Autor : Janusz Szcząchor

Wykonaj poniższe doświadczenie

Doświadczenie 4, Badanie ruchu ciała pod wpływem niezrównowazonej siły, strona 64 w Marcin Braun, Weronika Śliwa, Odkryć fizykę 1, Podręcznika dla liceum ogólnokształcącego i technikum, Zakres podstawowy, Nowa Era, Warszawa 2019.

Rozwiązanie

Układ doświadczalny eksperymentu wygląda jak na poniższym szkicu. Pudełko od zapałek zawierające monety porusza się pod wpływem niezrównoważonej siły F, której wartość jest stała w czasie.

Postępując zgodnie z opisem doświadczenia otrzymujemy następujące wyniki.

1. Masa pudełka od zapałek z monetami w doświadczeniu, w Naszym przypadku, to m = 72 g.
2. Sfilmowanie ruchu pudełka dało poniższy film.
3. Analiza tego filmu za pomocą programu Tracker dała następujące dane opisujące ruch pudełka:
   1. t - chwile czasu (w sekundach), w których zmierzono parametry ruchu,
   2. x - droga (w metrach) przebyta przez pudełko,

      

      Na wykresie drogi pudełka widać, że jej wartość rośnie wraz z czasem szybciej niż liniowo. Wykres ten przypomina proporcjonalność do kwadratu czasu
      
      x ∼ t².

   3. v - prędkość (w metrach na sekundę) pudełka w ruchu postępowym.

      

   Na wykresie prędkości pudełka widać, że jego prędkość wzrasta, ale w wyniku niepewności pomiarowych ten wzrost nie jest jednakowy. Zależność prędkości pudełka od czasu da się przybliżyć prostą (została ona wrysowana ręcznie, w edytorze grafiki, kolorem purpurowym tak, aby leżała jak najbardziej pośrodku wszystkich wyników pomiarowych). Zatem zależność prędkości pudełka od czasu wygląda na proporcjonalną do czasu
   
   v ∼ t .

4. Szczegółowe dane pomiarowe, na podstawie których program Tracker sporządził powyższe wykresy są zebrane w poniższym zestawieniu.