Download
1 / 18
230 likes | 740 Vues
Различные способы определения ускорения свободного падения. Выполнила: ученица 10 «А» класса МКОУ СОШ №2 Нотова Анастасия Руководитель: Гребенщикова Татьяна Сергеевна учитель физики высшей категории. Если все свободно падающие тела движутся одинаково, то это движение само по себе
E N D
Различные способы определения ускорения свободного падения Выполнила: ученица 10 «А» класса МКОУ СОШ №2 НотоваАнастасия Руководитель: Гребенщикова Татьяна Сергеевна учитель физики высшей категории
Если все свободно падающие тела движутся одинаково, то это движение само по себе заслуживает детального исследования. Эрик Роджерс, «Физика для любознательных».
Цель работы: • Определение ускорения свободного падения различными способами.
Задачи: • Изучить литературу по данной теме. • Ознакомиться с историей открытия свободного падения. • Рассмотреть способы определения ускорения свободного падения. • Провести самостоятельные измерения ускорения свободного падения разными способами. Определить наиболее точные способы определения ускорения свободного падения.
Свободное падение • Свободное падение — равноускоренное движение, под действием силы тяжести. • Свободное падение представляет собой частный случай равномерно ускоренного движения без начальной скорости.
В конце XVI века знаменитый итальянский ученый Г. Галилей опытным путем с доступной для того времени точностью установил, что в отсутствие сопротивления воздуха все тела падают на Землю равноускоренно, и что в данной точке Земли ускорение всех тел при падении одно и то же. До этого в течение почти двух тысяч лет, начиная с Аристотеля, в науке было принято считать, что тяжелые тела падают на Землю быстрее легких.
Ускорение свободно падающего тела • Экспериментально установлено, что ускорение свободного падения не зависит от массы падающего тела, но зависит от географической широты местности и высоты подъёма над земной поверхностью.
Зависимость ускорения свободного падения от радиуса Земли и высоты тела над Землёй непосредственно вытекает из формулы всемирного тяготения. Независимость этого ускорения от массы падающего тела следует из второго закона Ньютона и закона всемирного тяготения.
Реальное ускорение свободного падения на поверхности Земли может быть вычислено по эмпирической формуле:g= 9,780327 [1+0,0053024sin2 (φ) – 0,0000058 sin2 (2φ) ] – 3,086 ·10 - 6 ·h ,где φ — широта рассматриваемого места, h — высота над уровнем моря.
Значение гравитационного ускорения на поверхности планеты можно приблизительно подсчитать, представив планету точечной массой M, и вычислив гравитационное ускорение на расстоянии её радиуса R: где G — гравитационная постоянная (6,6742*10-11 м3с-2кг-1).
Отличия обусловлены: • центростремительным ускорением в системе отсчёта, связанной с вращающейся Землёй; • неточностью формулы из-за того, что масса планеты распределена по объёму, который, кроме того, имеет не шарообразную форму; • неоднородностью Земли, что используется для поиска полезных ископаемых по гравитационным аномалиям.
Измерение ускорения свободного падения с помощью вращающегося диска 1)h1= 10 см. = 0,1 м., h 2 = 20 см. = 0,2 м., ∆t = φ/ 468° = 40°/468° = 0,09 с. g = 2*(√h1- √h 2)2/ ∆t 2 = 2*(√0,1 - √0,25) 2/ 0,092 = 9,9 м/с 2. 2) h1= 20 см. = 0,2 м., h2= 50 cм. = 0,5 м., ∆t = φ/ 468° = 360° / 468° = 0,13 с. g = 2*(√h1- √h 2)2/ ∆t 2= 2*(√0,2 - √0,5) 2/ 0,132 = 9,9 м/с 2.
Измерение ускорения свободного падения методом капельницы g= 2h/t2= 0.6/ 0.0676= 8,9 м/с2 Вывод: Ускорение свободного падения с помощью капельницы определяется с погрешностью.
Измерение ускорения свободного падения с помощью наклонной плоскости (опыт с шариком) gср= 2*h/tср2 gср= 2*0.44/0.29962 = 9.804 м/с2.
Измерение ускорения свободного падения с помощью наклонной плоскости (опыт с монеткой) ∆t=(t1+t2+t3)/3= (0.58+0.67+0.36)/3=0.54 c. a= 2s/t2=2*0.2/0.542= 1.4 м/с2. Sin α= h/s=0.08/0.2=0.4 Cos α=√1- sin2α=0.9 Вычислим ускорение свободного падения без учета трения. ∆g= a/( sin α - cosα)= 2.8 м/с2. Вычислим ускорение свободного падения с учетом трения. ∆g= a/( sin α - μ cosα)= 9,46 м/с2.
заключение • В ходе исследования мной были рассмотрены несколько способов измерения ускорения свободного падения. Проанализировав полученные результаты, я пришла к выводу о том, что самое точное значение было получено при измерении ускорения свободного падения с помощью наклонной плоскости (оно равно приблизительно 9,8 м/с2). Несмотря на некоторые погрешности в измерениях, можно сказать, что ускорение свободного падения является постоянной величиной. Таким образом, я добилась поставленных цели и задач.
Спасибо за внимание!
