سقوط آزاد

آزمایش شماره  1 :  سقوط آزاد

 

هدف آزمایش:

تعیین شتاب گرانش با استفاده از سقوط آزاد اجسام

وسایل آزمایش:

پایه ، زمان سنج سقوط آزاد ، گلوله فلزی ، حسگر ضربه ای ، سبد فلزی ، نگهدارنده گلوله.

تئوری آزمایش :

هنگامی که جسمی از ارتفاعی رها شود شتاب می گیرد وسرعتش از مقدار صفر افزایش می یابد جالب توجه است که در خلا، تمامی اجسام از قبیل سنگ ، پر ، قطرات باران و ذرات گرد و غبار بطور یکنواخت شتاب می‌گیرند و باهم به زمین می‌رسند. این قاعده صرفا به دلیل مقاومت هوا در مقابل سقوط اجسام ، که اثر آن بر «پر» مؤثرتر از اثر آن بر سنگ است، در زندگی روزمره که در محیط خلأ صورت نمی‌گیرد، صادق نیست.

مسائل کاربردی سقوط آزاد :

از این نوع حرکت و معادلاتش در توجیه حرکت جسم افتان ، پرتاب موشک ، حرکت پرتابی ، حرکت گلوله توپ ، صعود و فرود هواپیما ، حرکت نوسانی سیستم جرم و فنر آویزان و غیره که هر کدام یا خودشان کاربردهای علمی پدیده‌اند و یا مکانیزم عملشان این حرکت را در خود دارد و جهت کنترل و داشتن سیستمی پایدار با بازده بالا از مفاهیم و معادلات این حرکت در آنها استفاده می‌شود.

معادلات سقوط آزاد  :                    g = 2y/t2   ð      y = 1/2gt2    

روش انجام آزمایش :

کرنومتر را به برق وصل و دستگاه را روشن می کنیم،  قرقره بالای آن ، خاصیت آهنربایی پیدا  و گلوله آهنی را جذب می کند ارتفاع سقوط عبارت است از فاصله زیر گلوله تا روی صفحه قطع و وصل ، طول آنرا توسط خط کش مدرجی به دست می آوریم ، دکمه شروع کرنومتر را را فشار می دهیم ، جریان برق قطع و گلوله سقوط می کند درست در همان زمان کرنومتر شروع به کار می کند ، گلوله پس ازطی مسافت  به صفحه برخورد و کرنومتر را متوقف می کند ، زمان سقوط را کرنومتر نشان می دهد. آزمایش را سه مرتبه تکرار می کنیم . میانگین زمانها را به دست آورده و مقدار  را محاسبه می کنیم ارتفاع را تغییر می دهیم و به همین نحو آزمایش را تکرار می کنیم . خطاهای مطلق و نسبی را برای هریک از ارتفاعهای سقوط پیدا و اعداد حاصل را در جدول زیر یادداشت می کنیم .

خطای نسبی

خطای مطلق

g = 2y/t2

زمان میانگین

t3

t2

t1

 

0.25

0.2

10.256

0.342

0.342

0.342

0.343

Y1= 0.6

0.125

0.1

10.144

0.372

0.372

0.373

0.371

Y2=0.7

0

0

4.03

0.397

0.398

0.397

0.398

Y3=0.8

0.125

0.1

/ 0 نظر / 16 بازدید