Теңүдемелі қозғалыс кезіндегі дененің үдеуін анықтау.

247

 

Зертханалық жұмыс №1

Тақырыбы: Теңүдемелі қозғалыс кезіндегі дененің үдеуін анықтау.

Жұмыстың мақсаты: көлбеу науамен домалайтын шардың немес жеңіл арбашаның  үдеуін есептеу.

Аспаптар мен материалдар: өлшеуіш таспа, метраном, науа, шар, қысқышы бар тұрғы, металл цилиндр, жеңіл козғалатын арбаша (pasCar, me-6950), қозғалыс қондырғысы (Motion Port, ps-2103A ), жол (pas Treck, 1 m), кедергі тіреуіш, (me -8971). Xplorer GLX pasco 2002.

Жұмыстың орындау.

  1. Тұрғы арқылы науаны көкжиекпен кішкене бұрыш жасайтындай етіп бекіту керек (33-сурет). Науаның төменгі шетіне металл цилиндрді қоясыңдар.
  2. Метроном дыбыс берген бойда шарды науаның жоғарғы басынан жіберіп, ол цилиндрге барып соғылғанға дейін метрономның неше рет соққанын санаңдар. Тәжірибе жүргізерде метраномды минутына 120 рет соғатын етіп қойыңдар.
  3. Науаның көкжиекке көлбеулік бұрышын өзгерте отырып, шарды жіберген мезеттен бастап, оның цилиндрге барып соғылуына дейін метроном 4 рет соғатындай етуге болады.
  4. Шардың қозғалыс уақытын есептеңдер.
  5. Өлшеуіш таспаның көмегімен шардың s орын ауыстыруының ұзындығын табыңдар. Науаның көлбеулігін өзгертпей метрономның төртінші соғуы мен шардың металл цилиндрге соғылуы дәл келетіндей етіп алып, тәжірибені бес рет қайталау керек.
  6. формуласы бойынша орын ауыстыру модулінің орташа мәнін, ал содан соң үдеу модулінің орташа мәнін табыңдар: = =1,136
  7. Өлшеу және есептеу нәтижелерін кестеге жазыңдар:
    Метрономның соғу саны    
1 0,23 0,568 Метроном пайдаланылмайды 1  

1,136

2 0,81 1
3 0,50 1,5
4 0,70 2
5 0,60 2

 

 

Көлбеу жазықтық бойымен қозғалыстың үдеуі

 

Уақыт ұзақтығы Дайындық: 15 мин Тапсырманы орындау: 30 мин

Мақсаттар мен тапсырмалар

  1. Еңісті жол бойында жоғары төмен қозғалғандықтан арбаша қозғалысын өлшеу үшін қозғалыс қондырғысын қолданыңыз.
  2. Xplorer GLX- ті екі арбашаның қозғалысын көрсету немесе тіркеу үшін қолдану.
  3. Үдеумен қозғалған арбашаның уақытқа байланысты жылдамдық және қалыпты сызбасына сараптама жасау.
  4. Уақытқа байланысты жылдамдықтың көлбеу сызбасын және үдеудің мәнін салыстыру.

Ескерту

Жоғарығы арбашаны итерсең де ол қозғалыс қондырғысына жақын болмайды. Берілгендерді тіркеуді бастар алдында тәжірибеден өтіңіз.

Оқушының  келесі сызбалық көріністі түсінгені өте маңызды:

  1. Тік осьтің немесе у- тің өлшем бірлігін анықтау.
  2. Көлденең осьтің немесе х — тің өлшем бірлігін анықтау.
  3. Жылдамдық-уақыт сызбасындағы көлбеуліктің мәні: Еңістің физикалық көрінісін тік ось бірлігін көлденең ось бірлігіне бөлу көмегімен табуға болады. Бірлік – бұл ‘м/с2’ – үдеудің өлшем бірлігі.

Қозғалыс қондырғысы арбашаның жанында орнатылғанына көз жеткізіңіз. Қондырғы көзделген нүктеге тура бағытталуы тиіс.

Егер Қозғалыс қондырғысы  15 см-ден таяу жерде болса, онда қондырғы дәл берілгендерді тіркемейді.

Сызбадағы жылдамдықты студенттер зерттей бастағанда оларға масштаб және көлбеуді табу үшін ‘Сызықтық құрал’ қажет болады.

Сызбадағы үдеуді оқушылар зерттей бастағанда оларға масштаб және осьті жылжыту  қажет болады. У осіндегі масштабты өзгертсін деп және берілгендер үлгісі бөліміндегімен максималды немесе минималды мәнмен шамамен таяу болсын деп шартқойыңыз.

Берілгендер үлгісі

Түсірілгендер көлбеу бойымен жоғары төмен қозғалып келе жатқан арбашаның жылдамдық пен үдеудің уақытқа байланысты жағдайының жобасын көрсетеді. Екінші түсірілім жылдамдықтың уақытқа байланысты сызба көлбеуін көрсетеді (Сызықтық құралдардан). Соңғы түсірілім белгіленген аймақтағы үдеудің мәнін көрсетеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оқушының зертханалық жұмыс бойынша есеп беру — 4 тапсырма: Көлбеу жол бойындағы қозғалыстың үдеуі

Жауаптар және берілгендер үлгісі

Берілгендер

 
   

Сіздің сызбаңыздағы көлбеу жазықтық бойымен жоғары төмен қозғалып келе жатқан арбашаның жылдамдық пен үдеудің уақытқа байланысты жағдайының жобасын салыңыз. y и x осінің өлшемдері мен белгісін қосыңыз. (Берілгендер үлгісінің түсірілімін қарау.)

 
   

Берілгендер кестесі

 

Физикалық шама Мәні
Үдеу (көлбеу) 0.444 м/с2
Үдеу (орташа) 0.4 м/с2

Сұрақтар

  1. Экранда уақытқа байланысты сызбасының жобасын бейнелеңіз. Не себептен арбаша көлбеу жол бойымен көтерілгенде арақашықтық максималды мәннен бастап кемиді?

Сызба жағдайының жобасы параболалық және жоғарыға лақтырып өзі түскен дененің ‘айналы көрінісі’ болып табылады. Арақашықтық максималды мәннен басталып кемиді, себебі арбаша көлбеу жолмен көтерілгендіктен қозғалыс қондырғысы мен арбашаның арақашықтығы кемиді. Қозғалыс қондырғысы“теріс”қозғалыстарды өлшейді (арақашықтық кемиді).

  1. Жылдамдықтың уақытқа байланысты сызбасының жобасын бейнелеңіз?

Арбашаны итергенге және тоқтатқанға  дейінгі қозғалысқа жататын аймақтың жылдамдық сызба жобасы сызықтық оң көлбеу болып табылады.

  1. Үдеудің уақытқа байланысты сызбасының жобасын бейнелеңіз?

Арбашаны итергенге және тоқтатқанға  дейінгі қозғалысқа жататын аймақтың үдеу сызба жобасы сызықтық және көлбеу шамамен нөлге тең болып табылады.

  1. Жылдамдық сызбасындағы үдеу үдеудің сызбасындағы үдеумен салыстырғанда қандай болады?

Жауаптар әр түрлі болады. Жылдамдық сызбасы бойынша анықталған (0.444 м/с2) үдеу мысалында үдеу сызбасы бойынша үдеудің орташа мәнімен сәйкес келеді