Măsurarea vitezei medii a corpului de accelerare mișcarea corpului de detectare, platforma de conținut

Lab № 2.

Măsurarea vitezei medii a corpului

Determinarea accelerației mișcării a corpului

Obiectiv: - să stăpânească abilitățile practice ale măsurării vitezei corpului de amploarea timpului său de călătorie și de călătorie;

- practicile de lucru pentru determinarea organismului-mustăților indigene în timpul său de mișcare și de circulație.

Echipament: Cronometru, jgheab, bile de oțel, o bară metalică, printr-suport, de stabilire creion.

1.Ravnomernoe mișcare liniară. Viteza medie.

Având în vedere mișcarea oricărui organism, mereu am nota: cu avionul pentru a ajunge la destinație poate fi mult mai rapid decât un tren; masina ar-Streit se mută cicliștilor și așa mai departe. n.

Mișcarea diferitelor organisme are loc la diferite unul rapid.

Pentru caracterizarea viteza și direcția de mișcare a corpului este o mărime vectorială numită viteză.

mișcare uniformă - cel mai simplu tip de mișcare mecanică, în care materialul pentru intervale egale de punct face aceeași mișcare. Această mișcare este constantă în mărime și direcția vitezei. În spectacole uniforme rată de mișcare care traiectoria corpului pe unitatea de timp.

Denotat literă viteza V, iar mișcarea literei t. Astfel, viteza unui corp în mișcare uniformă - o cantitate egală cu calea relativă la timpul pentru care este trecut calea:

În SI ca bază unitatea de viteză a trecut m / s (metri pe secundă): [V] = [m / s]. Viteza de deplasare uniformă este egală cu 1 m / s, arată că corpul 1 cu traverses o lungime a căii de 1 m [V] = [m / s] -. O unitate derivată este obținută în conformitate cu viteza formulă a bazelor-Laa în loc de mărimi fizice în formulă, unitatea de măsură.

Viteza nu este doar o valoare numerică, dar și direcția. Este foarte important să se determine corpul mestopo-Propoziția la un anumit moment. În cazul în care, deoarece este cunoscut faptul că mașina a fost pe drum timp de 2 ore, se deplasează cu o viteză de 60 km / h, acesta poate fi stabilit că el a condus 120 km, dar nu se poate spune unde a aparut masina, deoarece nu a existat nici o direcție specificată circulație. Când specificați direcția NYM devine posibil să se stabilească poziția unui corp în mișcare în pro-spațiu. Viteza - este o mărime vectorială. Cunoașterea SKO-înălțime poate fi găsit peremeschenieS pentru orice perioadă de timp t:

Direcția vectorului de viteză coincide cu vectorul deplasare direcție niem. direcția vectorului ratelor, TI - este direcția de mișcare a corpului.

Atunci când calculele nu sunt ele însele vector SKO-înălțime, și proiecția acestuia pe axa. Proiecții de vectori - valori scalare, astfel încât acestea să poată fi pentru a face operații algebrice.

În cazul neuniforma (AC) din mișcare chayut viteza instantanee și medie Diverse. Mișcarea în care corpul pentru intervale egale face mișcare inegale, numită mișcare inegală.

Fig. 1 arată pozițiile sănii, co-torye prima rolă de-a lungul unui plan înclinat (cadre de suprafață pe gheață) și apoi deplasați-a lungul secțiunii orizontale la intervale regulate. Comparând cu sania în mișcare pentru intervale de timp identice, vom vedea că, atunci când rulare sania cu tobogane de gheata distanța dintre ele crește, următorul-sequently, Saniute crește rata. Rostogoli un deal, sănii sunt treptat încetinește - la intervale egale de timp și nici nu reduce distanța parcursă de sanie.

Atunci când mișcarea neuniformă a corpului efectuează intervale regulate inegale de circulație. Rata acestei deplasări variază de la un punct la traiectorie. Pentru variabila caracteristica mișcări (neregulate) sunt medii pe termen mediu favoarea skorosti.Dlya găsi calea corpului fast-STi pe această secțiune de cale ferată (sau într-un anumit moment) trebuie să fie trecut-lea împărțit la timpul mișcării sale:

În cazul în care corpul trece prin porțiuni de drum ..., respectiv, pentru un timp ..., atunci viteza medie

De exemplu, ajunge la școală, utilizați un cărucior de autobuz-leybusom, metrou, și o parte din drum pe trecere picior. Pentru a calcula viteza medie de deplasare dumneavoastră (în această secțiune a rutei sau o anumită perioadă de timp), trebuie să știți cât de mult timp petrecut în fiecare etapă a mișcării, și modul în care corespunde fiecărei secțiuni a mișcării.

Venind din metrou, va trece de 100 de metri în 80 de secunde.

În acest caz, viteza medie de deplasare dvs. pe tot drumul spre școală este definită ca:

Dar, amintiți-vă. Nu puteți utiliza media viteze valoare-niyami pentru a găsi înseamnă Meto-house viteza medie aritmetică!

De exemplu, viteza medie a pietonului (în nostru LES-ceai) ≈1,3 m / s, un tren de metrou are o viteză de 36 km / h, care corespunde ≈10 m / s, viteza căruciorului ≈20 km / h, ceea ce corespunde ≈5, 5 m / s. Cu toate acestea VCP peste întreaga cale - 6,6 m / s, și nu 4,5, care ar putea intra în calculul VCP prin media aritmetică:

Deci, această metodă nu este aplicabilă, deoarece acestea nu corespund definiției vitezei ca o cantitate fizică. În plus, ar trebui să acorde o atenție la faptul că valoarea numerică a aceeași rată în diferite unități de măsură sunt diferite. Aceasta depinde de selectarea unităților de măsură au fost (36 km / h și 10 m / s).

În cele mai multe cazuri, aceasta este viteza exprimată în km / h, dar sistemul internațional existent de unități necesită abilitatea de a transfera viteza de km / h m / s și vice-versa.

Pentru aceasta, este necesar să ne amintim că trebuie să fie înmulțit cu 1000 (ca la 1 km - 1000 m) pentru a traduce km / h m / s rata de această valoare și împărțit la 3600 (1 h - 3600s).

Este de asemenea posibil să ne amintim că 36 km / h = 10 m / s și valoarea evaluată ulterior a vitezei în cealaltă rata comună-Zach.

De exemplu, 72 kilometri pe oră = 20 m / s; 54 kilometri pe oră = 15 m / s și m. P.

Viteza instantanee - o viteză de la un anumit moment al traiectoriei, la un moment dat. Viteza instantanee este limita spre care viteza medie pentru o perioadă de timp infinitezimală:

Viteza uniformă de mișcare rectilinie a unui corp este viteza instantanee, deoarece acesta este același în orice moment și în orice punct al traiectoriei.

2.Neravnomernoe mișcare.

orice mișcare a corpului de a re-cială condiții ar nu-Vaeth strict uniformă și directă-rectilinie. Se agită la corpul de co-torusului pentru timp egal INTERM-ki-tiile face mișcarea inegală se numește o mișcare non-uniform.

Când inegala-prefectura viteză transmite mișcarea corpului variază cu timpul Techa-niem. Procesul de schimbare Rata TION este caracterizată prin accelerarea corpul etsya.

Cantitatea fizică ce caracterizează viteza ratei de schimbare și rata de schimbare egală cu raportul la intervalul de timp în care a avut loc schimbarea, numită accelerația medie:

Dacă intervalul de timp traiectoria corp de la punctul A la punctul B a mutat și SKO-Height sa schimbat de mai înainte, modificarea vitezei în acest timp vectori oricum stimul diferite: = -.

Sensul vectorului expres check-TION coincide cu direcția schimbărilor vectorului viteză pentru valori foarte mici de pro-mezhutka de timp în care există variația vitezei de circulație.

.. Când corpul se mișcă pryamoli-liniar și crește rata acestuia în modul, adică>, apoi la bord vectorului accelerație coincide cu direcția vectorului de viteză (figura 2). la scăderea ratei-Vania modulo m. e. la>, direcția vectorului accelerație este opusă vectorului de bord viteză (Fig. 3).

Când se deplasează de-a lungul corpului unui traseu pe direcția curbă liniară a modificărilor vectorului de viteză în timpul vector de mișcare express check-reniu, astfel, pot fi direcționate la orice unghi vectorului de viteză (fig. 4).

Fig. 2. Fig. 3. Fig. 4.

Cel mai simplu fel de mișcare neuniformă - o mișcare uniform accelerată. Uniform mișcare accelerată se numește accelerație, constantă în mărime și direcție:

Din formula rezultă că viteza în metri pe secundă, iar timpul în secunde accelerația exprimată în metri pe secundă la pătrat:

mișcare liniară cu accelerație constantă, în care
crește rata modulului, numita uniform accelerată mișcare liniară și mișcare cu accelerație constantă, viteza la care modulul scade, numit ravnozamedlennym.

Să - viteza unui punct la momentul inițial, și - viteza sa în orice moment t. Apoi, = -, iar formula de accelerare ia forma

În cazul în care momentul inițial luate pentru a fi zero, obținem

Ecuația Vector (8) corespund cazul deplasării în planul celor două ecuații pentru componentele vitezei în axele de coordonate Ox și Oy:

Atunci când se deplasează cu o accelerație constantă a ratei de schimbare a lungul timpului într-un mod liniar.

Mutarea corpului cu mișcare rectilinie uniform accelerată descrisă de ecuația vector:

Ecuația pentru punctul de coordonate, la o mișcare uniform accelerată este de forma (în proiecție pe axa Ox):

În cazul în care coordonează corpul punctul inițial.

În mișcare uniform accelerată muta proiecția corpului datorită vitezei finite cu următoarea formulă:

Dacă coordonarea inițială este zero, iar viteza inițială este zero, cu formula (9), (11) și (12) ia forma:

1 parte. În lucrare, este necesar să se determine viteza medie a unui bilă de oțel rostogolește jgheabul înclinat. Pentru a face acest lucru, găsiți raportul de circulație comise de momentul corpului pentru care este angajat.

Partea a 2. Măsură talon accelerare cu care se deplasează pe suprafața jgheabului înclinat dintr-o stare de repaus (viteza inițială a balonului este egală cu zero). Din ecuația Placare pentru mișcarea rectilinie uniform accelerată că, în acest caz, mișcarea timpului minge, accelerare și deplasare sunt legate de: S = AT2 / 2 unde a = 2S / t2. Prin urmare, pentru a determina accelerarea, suficient măsurabilă RIT în mișcare și timpul petrecut pe această mișcare.

Moving determinată din diferența dintre coordonatele finale și inițiale cu bile. timp în mișcare - cronometru.

1. Asamblarea configurarea experimentală.

Baza montajul experimental este același drept-frunții, dintre care un capăt este montat ușor mai mare decât cealaltă. Este plasat pe capacul modulului stivuitor. Sub ingrosata un capăt al unui suport și reglarea poziției sale, astfel încât capătul superior al jgheabului a fost mai mare cu 3 - 4 mm. O vedere generală a instalației prezentată în figura 5.

Denia obiect observat la locul de muncă este bilă de oțel Xia. Instalația poate fi considerată hoț finală pe structură, în cazul sha-rick laminate la un capăt la jgheab pentru 4-5 secunde.

Pentru a determina coordonatele barei sferic este utilizat și o suprafață interioară a jgheabului de pe scală. Bara este plasată într-un jgheab pe calea mișcării bilei. Minge de rulare în jos jgheabul, a lovit, având grijă de bar. Coordonarea mingii este determinată de poziția-gras sau bar, care se atinge în momentul impactului.

Operațiunea începe cu determinarea coordonatelor inițiale shari unice. B 2 - 3 cm de marginea superioară a jgheabului montat pe bara și mingea. Mingea trebuie să fie poziționat deasupra barei. Initial coordonate () este determinată de poziția punctului de contact sha Rica și bar. Pentru a face acest lucru, este suficient să se constate împărțirea scării, casa care este pn baza barei, care se referă la sha Rick. Apoi, se va purta o valoare în tabelul 1.

După determinarea coordonate inițiale, mingea este ținut în poziția sa inițială de mână, iar bara este deplasat în jos pe suprafața jgheabului. La baza barei, care a lovit pe Sha-rick, determinată coordonează mingea finală (), care va avea drum de-a lungul jgheaburilor. Valoarea este, de asemenea, înregistrate în tabelul 1. determinarea coordonatelor punctelor de început și de sfârșit ale mișcării-TION, mișcarea sa este calculată. mișcarea Ball (S) este determinată din diferența dintre final și la coordonatele ial:

Cantitatea de mișcare înregistrată în tabelul 1.

Apoi mingea este eliberată și în același timp, a porni cronometrul. Din sunetul mingea lovind al doilea la acțiune bara este oprit și au citit mărturia lui, care sunt înscrise în Tabelul 1. Astfel, am identificat în timpul deplasării mingii t.

Pentru a evita erorile accidentale care petrec în 5 începe cu aceleași coordonate inițiale și finale. (Adică, mișcarea este aceeași.). În același timp, mișcarea mingea va fi diferit (puteți un pic mai devreme sau puțin mai târziu pornit (oprit) cronometrul). Toate datele sunt înregistrate în tabelul 1.

În continuare, se calculează timpul mediu de mișcare a balonului:

Apoi se calculează viteza medie de deplasare a mingea:

Datele obținute definesc mingea de accelerare:

Rezultatele tuturor măsurătorilor și calculele sunt înregistrate în tabelul 1.

În tabel: - să coordoneze o poziție inițială a balonului; - coordonatele poziției de capăt a mingii; S - deplasări cu bile set; T - timpul mișcării sale; - timpul mediu de mișcare-TION; - viteza medie a mingii; - accelerarea mingea.

Viteza medie în prima jumătate de traiectoriei de mișcare zheniya-subtierea Op, adică calea în acest caz, este redus la jumătate. Initial coordonate este lăsată neschimbată, iar x final se determină prin formula:

Base (superior) bar montat adiacent despărțitor x. Valoarea este definită mai sus.

Conduita 5 experimente, măsurarea timpului de deplasare de-a lungul minge jgheab. Se calculează timpul mediu de mișcare a mingii prin formula 17, iar apoi o viteză medie folosind formula: și accelerație

Rezultatele tuturor măsurătorilor și calculele sunt înregistrate în tabelul 2.

1) Comparând cele două rezultate care se poate spune despre vitezele medii în diferite părți ale traiectoriei?

2) Compararea valorilor accelerației, trage o concluzie dacă mișcarea mingea se deplasează în jos o pantă uniform accelerată (explicați)?

1. Identificarea de detectare a vitezei.

2. Formulați o definiție a mișcării rectilinii uniforme.

3. Formula pentru a găsi viteza la o mișcare rectilinie uniformă.

4. Formulați o definiție a mișcării neuniforme.

5. Statul determinarea vitezei medii, formula locației sale.

6. să poată transfera viteza de km / h m / s și vice-versa.

7. Definiți viteza instantanee.

8. Formulați definition accelerare.

9. Formulați o definiție a mișcării neuniforme.

10. Formula de constatare a accelerației la mișcare rectilinie neuniforma.

11. Determinarea mișcării uniform accelerate și ravnozamedlennogo.

12. Știind formula (8), (9), (10), (11) și (12).