Fizikos laboratorinis darbas nr.3. SUNKIO JĖGOS PAGREIČIO PRIE ŽEMĖS PAVIRŠIAUS IR GRAVITACIJOS

Laboratorinis darbas Nr.3

SUNKIO JĖGOS PAGREIČIO PRIE ŽEMĖS PAVIRŠIAUS IR GRAVITACIJOS

KONTANTOS NUSTATYMAS

I. Darbo tiklas: Be trinties slystančio kūno judėjimo Žemės gravitacijos lauke tyrimas.

II. Darbo užduotys:

Nustatyti sunkio jėgos, veikiančios glaiderį, priklausomybę nuo jo masės.
Nustatyti glaiderio slydimo be trinties pagreičio priklausomybę nuo jo masės.
Rasti sunkio jėgos pagreitį prie Žemės paviršiaus.
Apskaičiuoti gravitacijos konstantą.

III. Darbo eiga:

Paruošėme oro suolą veikimui.
Liniuote išmatavome atstumą tarp atraminių oro suolo kojų d= 1.020 m.
Slankmačiu išmatavome tašelio atramai aukštį h= 0.013 m.
Pastatėme fotovartus atstumu vienas nuo kito D= 1.000 m.
Išmatavome efektyvųjį gllaiderio ilgį L= 0.102 m.
Pasvėrėme glaigerį m= 0.190 kg.
Apskaičiavome oro suolo nuolydžio kampą w, pagal formulę: w= arctg(h/d)= 0.721.
Paleidome glaiderį slysti oro suolu pro fotovartus.
Pažymėjome laiką t1, kurį glaideris blokuoja pirmuosius fotovartus, ir t2, kurį jis blokuoja antruosius fotovartus. Bandymą kartojome 3 kartus (1 lent).
Eksperimento metu glaiderio svorį keitėme 5 kartus (masės duomenys- 1 lent.)
Pasinaudodami formule v= L/ t, radome greičius v1 ir v2, kuriais glaideris praeina fotovartus (1 lent).
Pagal formulę v2І- v1І= 2aD randame glaiderio pagreitį a (1 lent).
Kiekvienai glaiderio masei, su kuria buvo atlikti maatavimai, apskaičiavome pagreičio aritmetinį vidurkį ā (1 lent).
Kiekvienam vidutiniam pagreičiui apskaičiavome lygiagrečią glaiderio judėjimui sunkio jėgos komponentę Fl, pasinaudodami antruoju Niutono dėsniu Fl= mā (1 lent)
Kiekvienai Fl vertei randame glaiderį veikiančią sunkio jėgą F= Fl/ sinw (1 lent)
Nubraižėme glaiderį veikiančios sunkio jė

ėgos priklausomybės nuo jo masės grafiką (2 lent)
Nubraižėme glaiderio slydimo be trinties pagreičio priklausomybės nuo jo masės grafiką (3 lent)
Radome sunkio jėgos pagreitį prie Žemės paviršiaus g, laikydami, kad F priklauso nuo m tiesiškai. g= F/ m.
Radome gravitacijos konstantą G=gR2/Mž

Gauti rezultatai w= 0.7217 ; g= 9.989m/sІ; G= 6.90435* 10Ї№№;

Nr. m, kg t1, s t1+t2, s t2, s v1, m/s v2, m/s a, m/s2 ā, m/s2 Fl, N F, N
1 0,19 0,465 0,672 0,207 0,219 0,492 0,097 0,080 0,015 1,191

0,576 0,813 0,237 0,177 0,430 0,076

0,580 0,827 0,247 0,175 0,412 0,069
2 0,29 0,404 0,601 0,197 0,252 0,517 0,101 0,087 0,025 2,000

0,409 0,630 0,221 0,249 0,461 0,075

0,408 0,618 0,210 0,250 0,485 0,086
3 0,23 0,358 0,535 0,177 0,284 0,576 0,125 0,118 0,027 2,144

0,345 0,522 0,177 0,295 0,576 0,122

0,364 0,552 0,188 0,280 0,542 0,107
4 0,25 0,376 0,559 0,183 0,271 0,557 0,118 0,120 0,030 2,382

0,364 0,545 0,181 0,280 0,563 0,119

0,359 0,537 0,178 0,284 0,573 0,123
5 0,22 0,358 0,541 0,183 0,284 0,557 0,114 0,113 0,024 1,906

0,359 0,542 0,183 0,284 0,557 0,114

0,367 0,553 0,186 0,277 0,548 0,111

1 lentelė

IV. Paklaidų skaičiavimas.

Matavimo prietaisais matuotų dydžių paklaidos. Jas sąlygoja matavimo prietaisų netobulumas, apytikslis skaičiavimas.

Δd= 0.001m
Δh= 0.001m
ΔD= 0.001m
ΔL= 0.001m
Δm= 0.001kg
Δt= 0.001s

Paklaidos skaičiuotos naudojantis vieno iš eksperimentų gautais duomenimis.

m, kg t1, s t2, s v1, m/s v2, m/s a, m/s2 Fl, N
0,25 0,376 0,183 0,271 0,557 0,120 0,030

v1=L/t1
ln v1=ln L – ln t1
Dv1/v1=DL/L – Dt/t1» 0.00714
Dv1=DLv1/L – Dtv1/t1=DL/t1 – DtL/t12=0.001/ 0.376 – 0.0001/ 0.141376» 0.003

v2=L/t2
ln v2=ln L – ln t2
Dv2/v2=DL/L – Dt/t2» 0.004
Dv2=DLv2/L – Dtv2/t2=DL/t2 – DtL/t22=0.001/ 0.183 – 0.0001/0.030276» 0.005

a=(v22 – v12)/2D
Da/a=ln a=ln(v22 – v12) – ln 2D=(Dv22 – Dv12)/(v22 – v12) – 2DD/2D= 0 – 0.001= -0.001

Da=((Dv22 – Dv12)/2D) – ((v22 – v12) 2DD)/4D2=0 &##8211; 0.0001» -0.0001

Fl=ma
ln Fl= ln m +ln a
DFl/F = Dm/m + Da/a» 0.003

DF= a Dm + m Da=0.120* 0.001 + 0.25*0.0001» 0.000145

V. Išvados

Nubraižėme sunkio jėgos, veikiančios glaiderį, priklausomybę nuo jo masės (2 lent) ir glaiderio slydimo be trinties pagreičio priklausomybę nuo masės grafiką (3 lent). Atitinkamai didėjant masei, jėga irgi didėja ir analogiškai- didinant masę, pagreitis mažėja. Dėl šios priklausomybės grafikas turėjo gautis tiesė, tačiau dėl matavimo netikslumų gavome kreivę.
Taip pat dėl netikslių matavimų sunkio jėgos pagreičio prie Žemės paviršiaus ir gravitacinės konstantos reikšmės gautos mažesnės, nei turėtų būti. Ek

ksperimento būdu gavome, kad g=9.528m/ sІ, o G≈ 6.526Ч 10Ї№№

Laboratorinis darbas Nr.3

SUNKIO JĖGOS PAGREIČIO PRIE ŽEMĖS PAVIRŠIAUS IR GRAVITACIJOS

KONTANTOS NUSTATYMAS

I. Darbo tiklas: Be trinties slystančio kūno judėjimo Žemės gravitacijos lauke tyrimas.

II. Darbo užduotys:

Nustatyti sunkio jėgos, veikiančios glaiderį, priklausomybę nuo jo masės.
Nustatyti glaiderio slydimo be trinties pagreičio priklausomybę nuo jo masės.
Rasti sunkio jėgos pagreitį prie Žemės paviršiaus.
Apskaičiuoti gravitacijos konstantą.

III. Darbo eiga:

Paruošėme oro suolą veikimui.
Liniuote išmatavome atstumą tarp atraminių oro suolo kojų d= 1.020 m.
Slankmačiu išmatavome tašelio atramai aukštį h= 0.013 m.
Pastatėme fotovartus atstumu vienas nuo kito D= 1.000 m.
Išmatavome efektyvųjį glaiderio ilgį L= 0.102 m.
Pasvėrėme glaigerį m= 0.190 kg.
Apskaičiavome oro suolo nuolydžio kampą w, pagal formulę: w= arctg(h/d)= 0.721.
Paleidome glaiderį slysti oro suolu pro fotovartus.
Pažymėjome laiką t1, kurį glaideris blokuoja pirmuosius fotovartus, ir t2, kurį jis blokuoja antruosius fotovartus. Bandymą kartojome 3 kartus (1 lent).
Eksperimento metu glaiderio svorį keitėme 5 kartus (masės duomenys- 1 lent.)
Pasinaudodami formule v= L/ t, radome greičius v1 ir v2, kuriais glaideris praeina fotovartus (1 lent).
Pagal formulę v2І- v1І= 2aD randame glaiderio pagreitį a (1 lent).
Kiekvienai glaiderio masei, su kuria buvo atlikti matavimai, apskaičiavome pagreičio aritmetinį vidurkį ā (1 lent).
Kiekvienam vidutiniam pagreičiui apskaičiavome lygiagrečią glaiderio judėjimui sunkio jėgos komponentę Fl, pasinaudodami antruoju Niutono dėsniu Fl= mā (1 lent)
Kiekvienai Fl vertei randame glaiderį veikiančią sunkio jėgą F=

= Fl/ sinw (1 lent)
Nubraižėme glaiderį veikiančios sunkio jėgos priklausomybės nuo jo masės grafiką (2 lent)
Nubraižėme glaiderio slydimo be trinties pagreičio priklausomybės nuo jo masės grafiką (3 lent)
Radome sunkio jėgos pagreitį prie Žemės paviršiaus g, laikydami, kad F priklauso nuo m tiesiškai. g= F/ m.
Radome gravitacijos konstantą G=gR2/Mž

Gauti rezultatai w= 0.7217 ; g= 9.989m/sІ; G= 6.90435* 10Ї№№;

Nr. m, kg t1, s t1+t2, s t2, s v1, m/s v2, m/s a, m/s2 ā, m/s2 Fl, N F, N
1 0,19 0,465 0,672 0,207 0,219 0,492 0,097 0,080 0,015 1,191

0,576 0,813 0,237 0,177 0,430 0,076

0,580 0,827 0,247 0,175 0,412 0,069
2 0,29 0,404 0,601 0,197 0,252 0,517 0,101 0,087 0,025 2,000

0,409 0,630 0,221 0,249 0,461 0,075

0,408 0,618 0,210 0,250 0,485 0,086
3 0,23 0,358 0,535 0,177 0,284 0,576 0,125 0,118 0,027 2,144

0,345 0,522 0,177 0,295 0,576 0,122

0,364 0,552 0,188 0,280 0,542 0,107
4 0,25 0,376 0,559 0,183 0,271 0,557 0,118 0,120 0,030 2,382

0,364 0,545 0,181 0,280 0,563 0,119

0,359 0,537 0,178 0,284 0,573 0,123
5 0,22 0,358 0,541 0,183 0,284 0,557 0,114 0,113 0,024 1,906

0,359 0,542 0,183 0,284 0,557 0,114

0,367 0,553 0,186 0,277 0,548 0,111

1 lentelė

IV. Paklaidų skaičiavimas.

Matavimo prietaisais matuotų dydžių paklaidos. Jas sąlygoja matavimo prietaisų netobulumas, apytikslis skaičiavimas.

Δd= 0.001m
Δh= 0.001m
ΔD= 0.001m
ΔL= 0.001m
Δm= 0.001kg
Δt= 0.001s

Paklaidos skaičiuotos naudojantis vieno iš eksperimentų gautais duomenimis.

m, kg t1, s t2, s v1, m/s v2, m/s a, m/s2 Fl, N
0,25 0,376 0,183 0,271 0,557 0,120 0,030

v1=L/t1
ln v1=ln L – ln t1
Dv1/v1=DL/L – Dt/t1» 0.00714
Dv1=DLv1/L – Dtv1/t1=DL/t1 – DtL/t12=0.001/ 0.376 – 0.0001/ 0.141376» 0.003

v2=L/t2
ln v2=ln L – ln t2
Dv2/v2=DL/L – Dt/t2» 0.004
Dv2=DLv2/L – Dtv2/t2=DL/t2 – DtL/t22=0.001/ 0.183 – 0.0001/0.030276» 0.005

a=(v22 – v12)/2D
Da/a=ln a=ln(v22 – v12) – ln 2D=(Dv22 – Dv12)/(v22 – v12) – 2DD/2D= 0 – 0.001= -0.001

Da=((Dv22 – Dv12)/2D) – ((v22 – v12) 2DD)/4D2=0 – 0.0001» -0.0001

Fl=ma
ln Fl= ln m +ln a
DFl/F = Dm/m + Da/a» 0.003

DF= a Dm + m Da=0.120* 0.001 + 0.25*0.0001» 0.000145

V. Išvados

Nubraižėme sunkio jėgos, veikiančios glaiderį, priklausomybę nuo jo masės (2 lent) ir glaiderio slydimo be trinties pagreičio priklausomybę nuo masės grafiką (3 lent). Atitinkamai didėjant masei, jėga irgi didėja ir analogiškai- didinant masę, pagreitis mažėja. Dėl šios priklausomybės grafikas turėjo gautis tiesė, tačiau dėl matavimo netikslumų gavome kreivę.
Taip pat dėl netikslių matavimų sunkio jėgos pagreičio prie Žemės paviršiaus ir gr

ravitacinės konstantos reikšmės gautos mažesnės, nei turėtų būti. Eksperimento būdu gavome, kad g=9.528m/ sІ, o G≈ 6.526Ч 10Ї№№

Leave a Comment