Εργαστηριακή άσκηση Φυσικής
Εργαστηριακό αμαξίδιο τοποθετείται σε λείο κεκλιμένο επίπεδο με γωνία κλίσης \(φ\). Για να δημιουργηθεί το κεκλιμένο επίπεδο με την βοήθεια πάγκου εργασίας του εργαστηρίου, δύο μαθητές χρησιμοποιούν τα βιβλία τους τοποθετώντας τα κάτω από τις δύο ακραίες βάσεις στήριξης (πόδια τραπεζιού). Το μήκος του πάγκου εργασίας είναι \(x = 1.0m\) και το πάχος κάθε βιβλίου \(d = 5cm\). Ο ηλεκτρικός χρονομετρητής έχει συχνότητα \(f = 20Hz\) και το αμαξίδιο αφήνεται χωρίς αρχική ταχύτητα. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται επτά συνολικά κουκίδες - μετρήσεις που κατέγραψαν οι μαθητές στην χαρτοταινία, και ένας χάρακας.
Θεωρήστε τον πρώτη ευδιάκριτη κουκίδα ως αρχή \(x = 0m\) και
1) Μετρήστε με την βοήθεια του χάρακα τις αποστάσεις των υπόλοιπων κουκίδων. Για τις μετρήσεις χρησιμοποιήστε σαν μονάδα μέτρησης το \(mm\) χιλιοστό. Η τρίτη, η πέμπτη και η έβδομη κουκίδα είναι ακέραια πολλαπλάσια της μονάδας μέτρησης του ενός χιλιοστού. Για την δεύτερη την τέταρτη και την έκτη βρήκαμε με χρήση του βερνιέρου (παχύμετρο Vernier) ότι θα πρέπει να προσθέσουμε στην ένδειξη που φαίνεται στον χάρακα \(0.25mm\).
2) Να κατασκευάσετε πίνακα που έχει τρεις στήλες, πρώτη στήλη τις αποστάσεις των κουκίδων σε \(cm\), δεύτερη στήλη τον χρόνο σε \(s\) και τρίτη στήλη το τετράγωνο του χρόνου σε \(s^2\).
3) Να σχεδιάσετε με την βοήθεια της πρώτης και της τρίτης στήλης το διάγραμμα \(x = f(t^2)\) στο millimetre χαρτί.
4) Από το διάγραμμα να υπολογίσεται την κλίση \(θ\) της γραμμής με την βοήθεια της εφαπτομένης. Η συνάρτηση απομάκρυνσης χρόνου είναι η \(x = \frac{1}{2}\cdot α\cdot t^2\).
5) Ποια είναι η επιτάχυνση με την οποία κατέρχεται το εργαστηριακό αμαξίδιο;
6) Σχεδιάστε τις δυνάμεις σε κεκλιμένο επίπεδο που ασκούνται στο εργαστηριακό αμαξίδιο.
7) Με την βοήθεια του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα υπολογίστε την κλίση \(φ\) του κεκλιμένου επιπέδου.
8) Χρησιμοποιήστε την δεύτερη και την τρίτη κουκίδα για να υπολογίσετε την μέση ταχύτητα \(υ_{μ1} = \frac{Δx}{Δt}\) και την πέμπτη και την έκτη κουκίδα για να υπολογίσετε την μέση ταχύτητα \(υ_{μ2} = \frac{Δx}{Δt}\)
9) Ποια είναι η στιγμιαία ταχύτητα του εργαστηριακού αμαξιδίου την χρονική στιγμή \(t = 0.15s\) (τέταρτη κουκίδα).
10) Πόσα βιβλία χρησιμοποίησαν οι μαθητές (ακέραιος αριθμός) για να κατασκευάσουν το κεκλιμένο επίπεδο;
blog comments powered by Disqus