Jepni shembuj të lëvizjes së një trupi të hedhur horizontalisht. Lëvizja e një trupi të hedhur horizontalisht me shpejtësi

Në fizikë për klasën 9 (I.K.Kikoin, A.K.Kikoin, 1999),
detyrë №4
te kapitulli " PUNIME LABORATORIKE».

Qëllimi i punës: për të matur shpejtësinë fillestare që i jepet një trupi në drejtimin horizontal ndërsa ai lëviz nën ndikimin e gravitetit.

Nëse një top hidhet horizontalisht, ai lëviz përgjatë një parabole. Le të marrim pozicionin fillestar të topit si origjinë të koordinatave. Le ta drejtojmë boshtin X horizontalisht dhe boshtin Y vertikalisht poshtë. Pastaj në çdo kohë t

Gama e fluturimit l është

vlera e koordinatës x që do të ketë nëse në vend të t zëvendësojmë kohën e rënies së trupit nga lartësia h. Prandaj mund të shkruajmë:

Është e lehtë për të gjetur nga këtu

koha e rënies t dhe shpejtësia fillestare V 0:

Nëse lëshoni një top disa herë në kushte konstante eksperimentale (Fig. 177), atëherë vlerat e diapazonit të fluturimit do të kenë një shpërndarje të caktuar për shkak të ndikimit arsye të ndryshme, të cilat nuk mund të merren parasysh.

Në raste të tilla, mesatarja aritmetike e rezultateve të marra në disa eksperimente merret si vlerë e sasisë së matur.

Mjetet matëse: vizore me ndarje milimetrash.

Materialet: 1) trekëmbësh me bashkim dhe këmbë; 2) tabaka për lëshimin e topit; 3) dërrasë kompensatë; 4) top; 5) letër; 6) butona; 7) letër karboni.

Rradhe pune

1. Duke përdorur një trekëmbësh, mbështeteni dërrasën e kompensatës vertikalisht. Në të njëjtën kohë, përdorni të njëjtën këmbë për të shtrënguar zgjatjen e tabakasë. Fundi i përkulur i tabakasë duhet të jetë horizontal (shih Fig. 177).

2. Ngjitni një fletë letre të paktën 20 cm të gjerë në kompensatë me kunja dhe vendosni letër karboni në një rrip letre të bardhë në bazën e instalimit.

3. Përsëriteni eksperimentin pesë herë, duke e lëshuar topin nga i njëjti vend në tabaka, hiqni letrën e karbonit.

4. Matni lartësinë h dhe diapazonin e fluturimit l. Vendosni rezultatet e matjes në tabelë:

7. Lëshoni topin përgjatë gropës dhe sigurohuni që trajektorja e tij të jetë afër parabolës së ndërtuar.

Qëllimi i parë i punës është matja shpejtësia fillestare, i komunikohet trupit në drejtim horizontal kur ai lëviz nën ndikimin e gravitetit. Matja kryhet duke përdorur instalimin e përshkruar dhe përshkruar në librin shkollor. Nëse rezistenca e ajrit nuk merret parasysh, atëherë një trup i hedhur horizontalisht lëviz përgjatë një trajektoreje parabolike. Nëse zgjidhni pikën ku topi fillon fluturimin e tij si origjinë të koordinatave, atëherë koordinatat e tij ndryshojnë me kalimin e kohës në mënyrën e mëposhtme: x=V 0 t, a

Distanca që fluturon topi para momentit të rënies (l) është vlera e koordinatës x në momentin kur y = -h, ku h është lartësia e rënies, nga këtu mund të marrim në momentin e rënies

Përfundimi i punës:

1. Përcaktimi i shpejtësisë fillestare:

Llogaritjet:

2. Ndërtimi i trajektores së trupit.

AGJENCIA FEDERALE E ARSIMIT

GOU VPO "UNIVERSITETI TEKNIK SHTETËROR I AVIACIONIT UFA"

Departamenti i Shkencave të Natyrës dhe Disiplinat e Përgjithshme Profesionale

Raportojë mbi punë laboratorike № 6

STUDIMI I LËVIZJES SË TRUPIT TË HEDHUR HORIZONTAL

E përfunduar:

Kontrolluar:

Puna laboratorike nr 6

Studimi i lëvizjes së një trupi të hedhur horizontalisht

Qëllimi i punës:

Përcaktoni varësinë e diapazonit të fluturimit të një trupi të hedhur horizontalisht nga lartësia e hedhjes.

Për të konfirmuar në mënyrë eksperimentale vlefshmërinë e ligjit të ruajtjes së momentit për dy topa gjatë përplasjes së tyre qendrore.

Ushtrimi 1. Studimi i lëvizjes së një trupi të hedhur horizontalisht

Një top çeliku përdoret si trupi në studim, i cili lëshohet nga fundi i sipërm i gropës. Pastaj topi lëshohet. Lëshimi i topit përsëritet 5-7 herë dhe gjendet S avg. Pastaj rrit lartësinë nga dyshemeja deri në fund të ulluqit, duke përsëritur lëshimin e topit.

Ne futim të dhënat e matjes në tabelë:

Për lartësinë H = 81 cm.

№ përvojë	S, mm	S Të mërkurën, mm	N, mm		S e mërkurë / , mm

Për lartësinë H = 106 cm.

№ përvojë	S, mm	S Të mërkurën, mm	N, mm	, mm	S e mërkurë / , mm

Detyra 2. Studimi i ligjit të ruajtjes së momentit

Masën e topit të çelikut m 1 dhe m 2 e masim në peshore. Në buzë të tavolinës së punës bashkojmë një pajisje për të studiuar lëvizjen e një trupi të hedhur horizontalisht. Vendoseni topin aty ku ka rënë Fletë e zbrazët letër të bardhë, ngjiteni me shirit dhe mbulojeni me letër karboni. Një vijë plumbash përcakton pikën në dysheme mbi të cilën ndodhen skajet e seksionit horizontal të ulluqit. Ata lëshojnë topin dhe matin gamën e tij të fluturimit në drejtimin horizontal l 1. Sipas formulës
Ne llogarisim shpejtësinë e topit dhe momentin e tij P 1.

Tjetra, ne instalojmë një top tjetër përballë skajit të poshtëm të ulluqit, duke përdorur një nyjë me një mbështetje. Topi i çelikut lëshohet përsëri, matet diapazoni i fluturimit l 1 ' dhe topi i dytë 2'. Më pas llogariten shpejtësitë e topave pas përplasjes V 1 ' dhe V 2 ', si dhe impulset e tyre p 1 ' dhe p 2 '.

Ne do t'i fusim të dhënat në një tabelë.

P 1, kg m/s

P 1 ', kg m/s

P 2 ', kg m/s

1.15 m/s

0,5 m/s

0,74 m/s

P 1 = m 1 · V 1 = 0,0076 · 1,15 = 0,009 m/s

P 1 ' = m 1 · V 1 ' = 0,0076 · 0,5 = 0,004 m/s

P 2 ' = m 2 · V 2 ' = 0,0076 · 0,74 = 0,005 m/s

konkluzioni: Në këtë punë laboratorike, unë studiova lëvizjen e një trupi të hedhur horizontalisht, vendosa varësinë e diapazonit të fluturimit nga lartësia e hedhjes dhe konfirmova eksperimentalisht vlefshmërinë e ligjit të ruajtjes së momentit.

Zgjidhja e problemit:

qëllimi i punës: për të matur shpejtësinë fillestare që i jepet një trupi në drejtimin horizontal ndërsa ai lëviz nën ndikimin e gravitetit.
Nëse një top hidhet horizontalisht, atëherë ai lëviz përgjatë një parabole. Ne marrim pozicionin fillestar të topit si origjinë të koordinatave. le ta drejtojmë boshtin x horizontalisht dhe boshtin y vertikalisht poshtë. atëherë në çdo kohë t

A
y =

diapazoni i fluturimit l është
vlera e koordinatës x që do të ketë nëse në vend të t zëvendësojmë kohën e rënies së trupit nga lartësia h. kështu që mund të shkruajmë:

lehtë për tu gjetur nga këtu
koha e rënies t dhe shpejtësia fillestare v 0:

nëse lëshoni një top disa herë në kushte konstante eksperimentale (Fig. 177), atëherë vlerat e diapazonit të fluturimit do të kenë një shpërndarje për shkak të ndikimit të arsyeve të ndryshme që nuk mund të merren parasysh.


në raste të tilla si vlerë e sasisë së matur merret mesatarja aritmetike e rezultateve të marra në disa eksperimente.
instrumente matëse: vizore me ndarje milimetrash.
materialet: 1) trekëmbësh me bashkim dhe këmbë; 2) tabaka për lëshimin e topit; 3) dërrasë kompensatë; 4) top; 5) letër; 6) butona; 7) letër karboni.
rendi i punës
1.Përdorni një trekëmbësh për të mbështetur dërrasën e kompensatës vertikalisht. Në të njëjtën kohë, përdorni të njëjtën këmbë për të shtrënguar zgjatjen e tabakasë. fundi i përkulur i tabakasë duhet të jetë horizontal (shih Fig. 177).
2. Ngjitni një fletë letre të paktën 20 cm të gjerë në kompensatë me kunja dhe vendosni letër karboni në një rrip letre të bardhë në bazën e instalimit.
3. Përsëriteni eksperimentin pesë herë, duke e lëshuar topin nga i njëjti vend në tabaka, hiqni letrën e karbonit.
4. Matni lartësinë h dhe diapazonin e fluturimit l. Vendosni rezultatet e matjes në tabelë:

numri përvojë	h, m	l, m	mesatarisht, m	v 0av, m/s

5. llogarit vlerën mesatare të shpejtësisë fillestare duke përdorur formulën

6. duke përdorur formulat x =

gjeni koordinatën
x e trupit (koordinata y tashmë është llogaritur) çdo 0,05 s dhe vizatoni trajektoren e lëvizjes në një copë letre të bashkangjitur në një tabelë kompensatë:

t, s	0	0,05	0,10	0,15	0,2
x, m	0
y, m	0	0,012	0,049	0,110	0,190

7. Lëshoni topin përgjatë gropës dhe sigurohuni që trajektorja e tij të jetë afër parabolës së ndërtuar.
Qëllimi i parë i punës është matja e shpejtësisë fillestare që i jepet trupit në drejtimin horizontal ndërsa ai lëviz nën ndikimin e gravitetit. Matja kryhet duke përdorur instalimin e përshkruar dhe përshkruar në librin shkollor. Nëse rezistenca e ajrit nuk merret parasysh, atëherë një trup i hedhur horizontalisht lëviz përgjatë një trajektoreje parabolike. nëse zgjidhni pikën ku topi fillon fluturimin e tij si origjinë të koordinatave, atëherë koordinatat e tij ndryshojnë me kalimin e kohës si më poshtë: x=v 0 t, a

distanca që fluturon topi para momentit të rënies (l), kjo është vlera e koordinatës x në momentin kur y = -h, ku h është lartësia e rënies, nga këtu mund të merret në këtë moment të rënies

përfundimi i punës:
1. Përcaktimi i shpejtësisë fillestare:

Eksperienca nr.	h, m	l, m	mesatarisht, m	v 0 m/s	v 0cp m/s
1	0,2	0,16	0,15	0,79	0,74
2	0,2	0,14		0,69
3	0,2	0,15		0,74
4	0,2	0,135		0,67
5	0,2	0,165		0,82
6	0,2	0,145		0,71

llogaritjet:



2. ndërtimi i trajektores së lëvizjes së trupit:

t, s	0,5	1	1,5	2
x, m	0,037	0,074

Tema: Studimi i lëvizjes së një trupi të hedhur horizontalisht.

Qëllimi i punës: për të studiuar varësinë e rrezes së fluturimit të një trupi të hedhur horizontalisht nga lartësia nga e cila filloi të lëvizte.

Pajisjet:

• trekëmbësh me bashkim;
• top çeliku;
• letër kopjimi;
• hekurudhë udhëzuese;
• sundimtar;
• skocez.

Nëse një trup hidhet horizontalisht nga një lartësi e caktuar, atëherë lëvizja e tij mund të konsiderohet si lëvizje inerciale horizontalisht dhe lëvizje e përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme vertikalisht.

Horizontalisht, trupi lëviz me inerci në përputhje me ligjin e parë të Njutonit, pasi përveç forcës së rezistencës nga ajri, e cila nuk merret parasysh, nuk veprojnë mbi të në këtë drejtim asnjë forcë tjetër. Forca e rezistencës së ajrit mund të neglizhohet, pasi një kohë të shkurtër fluturimi i një trupi të hedhur nga një lartësi e vogël, veprimi i kësaj force nuk do të ketë një efekt të dukshëm në lëvizje.

Forca e gravitetit vepron në trup vertikalisht, gjë që i jep atij përshpejtim. g(përshpejtimi i gravitetit).

Duke marrë parasysh lëvizjen e një trupi në kushte të tilla si rezultat i dy lëvizjeve të pavarura horizontalisht dhe vertikalisht, është e mundur të përcaktohet varësia e diapazonit të fluturimit të trupit nga lartësia nga e cila është hedhur. Po të kemi parasysh se shpejtësia e trupit V në momentin e hedhjes drejtohet horizontalisht, dhe nuk ka asnjë komponent vertikal të shpejtësisë fillestare, atëherë koha e rënies mund të gjendet duke përdorur ekuacionin bazë lëvizje e përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme:

Ku .

Në të njëjtën kohë, trupi do të ketë kohë të fluturojë horizontalisht, duke lëvizur në mënyrë uniforme, një distancë S = Vt. Duke zëvendësuar kohën e gjetur tashmë të fluturimit në këtë formulë, marrim varësinë e dëshiruar të diapazonit të fluturimit nga lartësia dhe shpejtësia:

Nga formula që rezulton është e qartë se diapazoni i hedhjes është proporcional me rrënjën katrore të lartësisë nga e cila është hedhur. Për shembull, nëse lartësia rritet katërfish, diapazoni i fluturimit do të dyfishohet; me një rritje në lartësi me nëntë herë, diapazoni do të rritet tre herë, etj.

Ky përfundim mund të konfirmohet më rreptësisht. Lëreni kur hidhni nga lartësia H 1 diapazoni do të jetë S 1, kur hidhet me të njëjtën shpejtësi nga një lartësi H 2 = 4H 1 diapazoni do të jetë S 2

Sipas formulës

: Dhe

Pjesëtimi i barazisë së dytë me të parën:

ose S 2 = 2S 1

Kjo varësi, e përftuar teorikisht nga ekuacionet e lëvizjes uniforme dhe të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme, është testuar eksperimentalisht në këtë punë.

Puna shqyrton lëvizjen e një topi që rrokulliset larg nga ndalesa nga brazda e një rafti udhëzues të përmbysur. Hekurudha udhëzuese është e fiksuar në një trekëmbësh, dizajni i lejon topit t'i jepet një drejtim horizontal i shpejtësisë në një lartësi të caktuar mbi tryezë. Kjo siguron drejtimin horizontal të shpejtësisë së topit në momentin që ai fillon fluturimin e tij të lirë.

Janë kryer dy seri eksperimentesh në të cilat lartësitë e ndarjes së topit ndryshojnë katër herë, dhe distancat maten S 1 Dhe S 2, në të cilën topi hiqet nga shina udhëzuese horizontalisht deri në pikën e kontaktit me tavolinën. Për të zvogëluar ndikimin e faktorëve anësor në rezultat, përcaktohet vlera mesatare e distancave S 1sr Dhe S 2sr. Duke krahasuar distancat mesatare të marra në secilën seri eksperimentesh, nxirret një përfundim se sa e vlefshme është barazia e FORMULA-s.

Udhëzimet për përdorim

1. Ngjitni shinat udhëzuese në një pozicion të përmbysur me shufrën e trekëmbëshit në mënyrë që bashkimi të parandalojë që ajo të bjerë nga trekëmbëshi. Vendoseni pikën e ndarjes së topit nga shina udhëzuese në një lartësi prej rreth 9 cm nga sipërfaqja e tryezës. Vendosni letër karboni në tavolinë aty ku pritet të bjerë topi.

2. Përgatitni një tabelë për të regjistruar matjet dhe llogaritjet tuaja.

Eksperienca nr.	H 1, cm	S 1 , cm	S 1sr , cm	H 2 , cm	S 2 , cm	S 2ср , cm
1

3. Kryeni një provë të topit nga fillimi i brazdës së raftit udhëzues. Përcaktoni se ku bie topi në tryezë. Topi duhet të godasë pjesa e mesme filmat. Nëse është e nevojshme, rregulloni pozicionin e filmit. Ngjiteni filmin në tryezë me një copë shirit.

4. Duke përdorur një vizore, matni lartësinë e pikës së ndarjes së topit nga brazda mbi tryezë H 1. Duke përdorur një vizore të montuar vertikalisht, shënoni një pikë në sipërfaqen e tavolinës (për shembull, me një copë shirit) mbi të cilën ndodhet pika e ndarjes së topit nga hekurudha udhëzuese.

5. Nisni topin nga fillimi i brazdës së hekurudhës udhëzuese dhe matni distancën në sipërfaqen e tryezës S 1 nga pika e ndarjes së topit nga shina udhëzuese, në shenjën e lënë në film nga topi kur ai bie.

6. Përsëriteni lëshimin e topit 5-6 herë. Kështu që shpejtësia me të cilën topi fluturon nga hekurudha udhëzuese është e njëjtë në të gjitha eksperimentet, ajo lëshohet nga e njëjta pikë nga fillimi i brazdës së hekurudhës udhëzuese.

7. Llogaritni distancën mesatare S 1sr.

8. Rriteni lartësinë e ndarjes së topit nga hekurudha udhëzuese me katër herë. Arritni kushtin e mëposhtëm: H 2 = 4H 1.

9. Përsëritni serinë e lëshimeve të topit nga fillimi i brazdës së raftit udhëzues. Për çdo nisje, matni distancën S 2 dhe llogaritni mesataren S 2ср.

10. Kontrolloni deri në çfarë mase vlen barazia S 2ср = 2S 1sr . Përcaktoni arsye e mundshme mospërputhjet në rezultate.

11. Nxirrni një përfundim në lidhje me varësinë e diapazonit të fluturimit të një trupi të hedhur horizontalisht nga lartësia e hedhjes nga e cila trupi filloi të lëvizte.

Nëse shpejtësia \(~\vec \upsilon_0\) nuk drejtohet vertikalisht, atëherë lëvizja e trupit do të jetë lakor.

Merrni parasysh lëvizjen e një trupi të hedhur horizontalisht nga një lartësi h me shpejtësi \(~\vec \upsilon_0\) (Fig. 1). Ne do të neglizhojmë rezistencën e ajrit. Për të përshkruar lëvizjen, është e nevojshme të zgjidhni dy akse koordinative - kau Dhe Oy. Origjina e koordinatave është në përputhje me pozicionin fillestar të trupit. Nga Figura 1 është e qartë se υ 0x = υ 0 , υ 0y = 0, g x = 0, g y= g.

Pastaj lëvizja e trupit do të përshkruhet nga ekuacionet:

\(~\upsilon_x = \upsilon_0,\ x = \upsilon_0 t; \qquad (1)\) \(~\upsilon_y = gt,\ y = \frac(gt^2)(2). \qquad (2) \)

Analiza e këtyre formulave tregon se në drejtimin horizontal shpejtësia e trupit mbetet e pandryshuar, pra trupi lëviz në mënyrë të njëtrajtshme. Në drejtimin vertikal, trupi lëviz në mënyrë të njëtrajtshme me nxitim \(~\vec g\), d.m.th., njësoj si një trup që bie lirisht pa një shpejtësi fillestare. Le të gjejmë ekuacionin trajektoret. Për ta bërë këtë, nga ekuacioni (1) gjejmë kohën \(~t = \frac(x)(\upsilon_0)\) dhe, duke zëvendësuar vlerën e saj në formulën (2), marrim \[~y = \frac( g)(2 \ upsilon^2_0) x^2\] .

Ky është ekuacioni i një parabole. Rrjedhimisht, një trup i hedhur horizontalisht lëviz përgjatë një parabole. Shpejtësia e trupit në çdo moment të kohës drejtohet tangjencialisht në parabolë (shih Fig. 1). Moduli i shpejtësisë mund të llogaritet duke përdorur teoremën e Pitagorës:

\(~\upsilon = \sqrt(\upsilon^2_x + \upsilon^2_y) = \sqrt(\upsilon^2_0 + (gt)^2).\)

Njohja e lartësisë h me të cilin hidhet trupi mund të gjendet koha t 1 përmes së cilës trupi do të bjerë në tokë. Në këtë moment koordinata y e barabartë me lartësinë: y 1 = h. Nga ekuacioni (2) gjejmë \[~h = \frac(gt^2_1)(2)\]. Nga këtu

\(~t_1 = \sqrt(\frac(2h)(g)). \qquad (3)\)

Formula (3) përcakton kohën e fluturimit të trupit. Gjatë kësaj kohe trupi do të udhëtojë një distancë në drejtimin horizontal l, i cili quhet diapazoni i fluturimit dhe që mund të gjendet në bazë të formulës (1), duke marrë parasysh se l 1 = x. Prandaj, \(~l = \upsilon_0 \sqrt(\frac(2h)(g))\) është diapazoni i fluturimit të trupit. Moduli i shpejtësisë së trupit në këtë moment është \(~\upsilon_1 = \sqrt(\upsilon^2_0 + 2gh).\).

Letërsia

Aksenovich L. A. Fizikë në gjimnaz: Teori. Detyrat. Testet: Teksti mësimor. shtesa për institucionet që ofrojnë arsim të përgjithshëm. mjedisi, arsimi / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - F. 15-16.

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Karakteristikat e elementit të karbonit dhe vetitë kimike