Лабораторная работа № 1 «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении»

Цель работы: вычислить ускорение, с которым скатывается шарик по наклонному желобу. Для этого измеряют длину перемещения s шарика за известное время t. Так как при равноускоренном движении без начальной скорости

то, измерив s и t, можно найти ускорение шарика. Оно равно:

Никакие измерения не делаются абсолютно точно. Они всегда производятся с некоторой погрешностью, связанной с несовершенством средств измерения и другими причинами. Но и при наличии погрешностей имеется несколько способов проведения достоверных измерений. Наиболее простой из них — вычисление среднего арифметического из результатов нескольких независимых измерений одной и той же величины, если условия опыта не изменяются. Это и предлагается сделать в работе.

Средства измерения: 1) измерительная лента; 2) метроном.

Материалы: 1) желоб; 2) шарик; 3) штатив с муфтами и лапкой; 4) металлический цилиндр.

Порядок выполнения работы

1. Укрепите желоб с помощью штатива в наклонном положении под небольшим углом к горизонту (рис. 175). У нижнего конца желоба положите в него металлический цилиндр.

2. Пустив шарик (одновременно с ударом метронома) с верхнего конца желоба, подсчитайте число ударов метронома до столкновения шарика с цилиндром. Опыт удобно проводить при 120 ударах метронома в минуту.

3. Меняя угол наклона желоба к горизонту и производя небольшие передвижения металлического цилиндра, добивайтесь того, чтобы между моментом пуска шарика и моментом его столкновения с цилиндром было 4 удара метронома (3 промежутка между ударами).

4. Вычислите время движения шарика.

5. С помощью измерительной ленты определите длину перемещения s шарика. Не меняя наклона желоба (условия опыта должны оставаться неизменными), повторите опыт пять раз, добиваясь снова совпадения четвертого удара метронома с ударом шарика о металлический цилиндр (цилиндр для этого можно немного передвигать).

6. По формуле

найдите среднее значение модуля перемещения, а затем рассчитайте среднее значение модуля ускорения:

7. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу:

Номер опыта	s, м	sср, м	Число ударов метро нома	t, с	aср, м/с2

При прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости

где S - путь, пройденный телом, t - время прохождения пути. Средства измерения: измерительная лента (линейка), метроном (секундомер).

Лабораторная установка и порядок выполнения работы подробно описаны в учебнике.

№ опыта	t, с	S, м
1	6	0,5	0,028
2	5,5	0,5	0,033

3	5	0,49	0,039
4	5,5	0,49	0,032
5	6,5	0,51	0,024
среднее значение	5,7	0,5	0,031

Вычисления:

Вычисление погрешностей

Точность приборов: Измерительная лента:

Секундомер:

Вычислим абсолютные погрешности:

Вычислим относительную погрешность:

Абсолютная погрешность косвенного измерения:

Найденное в результате работы ускорение можно записать так:

но при данной абсолютной погрешности последняя цифра в значении а_ср значения не имеет, поэтому запишем так: