Робота № 1. Дослідження прямолінійного рівноприскореного руху Дата проведення 24.03.2021 Мета роботи: дослідити прямолінійний рівноприскорений рух та перевірити справедливість рівнянь, які його описують; навчитися визначати прискорення тіла під час прямолінійного раівноприскореного руху. Питання для підготовки до роботи 1. Що таке прискорення і для чого його потрібно знати? Приско́рення — векторна фізична величина, похідна швидкості по часу та за величиною дорівнює зміні швидкості тіла за одиницю часу. Швидкість тіла в інерційній системі відліку може змінюватись під дією зовнішніх впливів на тіло. Прискорення є характеристикою цієї зміни. 2. Який рух називають рівноприскореним? Рівноприскорений рух — найпростіший вид механічного руху, при якому прискорення залишається сталим. Частковим випадком рівноприскореного руху є рівносповільнений рух, який відбувається тоді, коли напрямки початкової швидкості і прискорення протилежні. 3. Як записується формула шляху рівноприскореного руху для випадків, коли: а) початкова швидкість дорівнює нулю; x = x0 + 𝑎𝑡 2 2 ; б) початкова швидкість відмінна від нуля? x = x0 + 𝑣 0 t + 𝑎𝑡 2 2 . 4. Чим відрізняється ”сповільнений” прямолінійний рух від ”прискореного”? При рівноприскореному русі прискорення має такий же напрямок як і швидкість, його проекція, якщо тіло рухається в бік позитивного напрямку осі, додатня. При рівносповільненому русі прискорення напрямлене протилежно швидкості, його проекція від'ємна. У формулах при рівносповільненому русі перед прискоренням ставиться знак мінус. Наприклад: v = v0 + at (для рівноприскореного руху); v = v0 - at (для рівносповільненого руху). Обладнання: комп’ютер з доступом до інтернету, програмний засіб навчального призначення Tracker, кіно фрагмент Вказівки щодо виконання роботи 1. За адресою http://phys.ippo.kubg.edu.ua (“Вчимо” ^ “Експериментальні роботи” під час відтворення відповідного відео натиснути праву кнопку миші, обрати “Завантажити відео, як ...” та завантажити відео фрагмент Uklon.mp4 2. У програмі Tracker (File - Open File) розгорнути файл Uklon.mp4. 3. Натиснути кнопку 1 (рис. 1) та встановити параметри: start frame (початковий кадр) - 140, step size (інтервал) - 10, end frame (кінцевий кадр) - 290, start time (початок часу) - 0,00 s, frame rate (частота кадрів) - 30. Завершити 5 налаштування кнопкою “Ok”. Рис. 1 4. Натиснути кнопку 2 (рис. 1) та обрати пункт “ Calibration stick” (калібрувальний відрізок). Утримуючи ліву кнопку миші, перетягнути початок відрізку та його кінець для зіставлення з початком й кінцем лінійки на відео. Вгорі вікна у полі “Length” (довжина) встановити параметр 1,0 м та натиснути Enter. 5. Натиснути кнопку 3 (рис. 1). Утримуючи ліву кнопку миші, сполучити початок системи координат з початковим положенням “антени” бруска та спрямувати вісь 0х вздовж похилої площини (курсор навести на вісь 0х та почати його пересувати). 6. Натиснути кнопку 4 (рис. 1) та обрати “Point mass”. Праворуч у вікні мають з’явитися поля. У нижньому полі в розділі “Table” (таблиця) вибрати параметри X та ux. 7. Утримуючи кнопку “Shift” навести курсор на “антену” бруска та натиснути ліву кнопку миші. Одночасно у верхньому полі вікна на графіку має позначитися точка. Послідовно зафіксувати положення тіла через рівні інтервали часу. 8. Налаштувати перегляд графіків. За замовчуванням у вікні будови графіків відтворюється графік залежності x = x(t). Для перегляду графіків інших функційних залежностей необхідно натиснути на позначенні вісі ординат (в нашому випадку x) та обрати зі списку необхідну функційну залежність (vx). Кнопка “Plot” (сюжет) надає змогу відтворити одночасно декілька графіків. 9. Налаштувати перегляд графіків у вікні “Data Tool” (аналіз даних). Двічі натиснути мишкою на графіку руху тіла x=x(t) й перейти до вікна “Data Tool”. Навести курсор миші послідовно на початок, середину, кінець будь-якої вісі й отримати відповідні зображення курсору подібні до стрілок. Пересуваючи курсор налаштуйте зручне відтворення системи координат та графіку. 10. У вікні “Data Tool” натиснути вгорі кнопку “Fit”. У полі “Fit Name” вибрати варіант “Parabola” та записати у зошиті рівняння, яке описує графік, з огляду на значення коефіцієнтів у полі “Vаlue” (значення) праворуч. Провести аналіз графіку руху та зробити висновки. 11. Роздрукувати (накреслити) графік, який одержали та вклеїти в зошиті (с. 8). Згорнути вікно “Data Tool” (File -> Close) без збереження. 6 Аналіз графіка координати руху тіла. Маємо рівноприскорений рух. Графіком руху є парабола x(t) = 0,03990t2 – 0,00225t - 0,00165, м. Швидкістcь руху v(t) = (0,0798t – 0,00225) м/с, прискорення a(t) = 0,0798 м/с2 . 12. Аналіз графіка швидкості. Графіком швидкості є пряма лінія: v(t) = (0,08035t – 0,00436) м/с. Із зростанням часу t швидкість v(t) зростає прямолінійно. Є невелика розбіжність між значенням швидкості, встановленим експериментально і обчисленим через похідну функції x(t), яку можна пояснити неточністю встановлення маркера під час руху тіла. 7
