מטרת הניסוי
מציאת הקשר בין שיפוע המדרון לתאוצה.
ציוד
סרט נייר, רשם זמן מחובר לספק, עגלת דינמיקה, מסילה בשיפוע עליה מותקן מד זווית.
חומר תיאורטי
תאוצת גוף במדרון חלק, שהכוח היחיד הפועל עליו זה כוח הכבידה, הינה שווה לכוח הכבידה כפול סינוס זווית השיפוע, לפי החוק השני של ניוטון. דבר הנובע מהחישובים הבאים –
מהלך הניסוי
חתכתי רצועה מהחוט, וחיברתי אותה לעגלה שיועד להפלה. מדדתי את זווית המדרון של המסילה המשופעת שהינה 20.25 מעלות, חיברתי את מודד הזמן לספק לזרם AC בחיבור של 12 וולט מה שגרם לכך שמודד הזמן כל 2 מאיות יצר על הסרט נקודה, והפלתי את הגוף.
לאחר ההפלה סיכמתי את נתוני מיקום העגלה בכל שתי מאיות במהלך הנפילה על ידי בדיקת המרחק שעברה העגלה בין כל נקודה על הסרט. לאחר מכן חישבתי את מהירותה הרגעית בשמונה נקודות, ויצרתי גרפים למיקום ולמהירות. לאחר מכן חישבתי את שיפוע קו המגמה של גרף המהירות, המסמל את תאוצת העגלה.
תוצאות הניסוי ועיבודם
מהירות – מטר לשנייה ; מיקום – מטר ; זמן – שניות ;
| זמן (s ) | מקום (cm ) | מקום (m ) | מהירות (m/s ) |
|---|---|---|---|
| 0.02 | 2.2 | 0.022 | |
| 0.04 | 4.8 | 0.048 | 1.250 |
| 0.06 | 7.2 | 0.072 | 1.250 |
| 0.08 | 9.8 | 0.098 | 1.325 |
| 0.10 | 12.5 | 0.125 | 1.450 |
| 0.12 | 15.6 | 0.156 | 1.525 |
| 0.14 | 18.6 | 0.186 | 1.550 |
| 0.16 | 21.8 | 0.218 | 1.625 |
| 0.18 | 25.1 | 0.251 | 1.675 |
| 0.20 | 28.5 | 0.285 |
ניתוח התוצאות
נחשב את התאוצה שהייתה אמורה להתקבל לעגלה לפי חוק ניוטון השני. כאשר קוסינוס הזווית 20.05 מעלות הינה שווה ל 3.3589 מטר לשנייה בריבוע.
שיפוע גרף המהירות כפונקציה של זמן מסמל את התאוצה שהתקבלה בניסוי שהינה שלוש ושליש מטר לשנייה בריבוע, תוצאה שקרובה מאוד לתוצאה שהייתה אמורה להתקבל, בגרף המקום כפונקציה של זמן התקבלה פונקציה פרבולית, מה שתואם את הקשר בין מקום לזמן בתנועה בתאוצה.
שגיאה יחסית
השגיאה היחסית בחישוב התאוצה:
מסקנות
ישנה שגיאה יחסית שנגרמה כנראה ממדידה לא נכונה של המרחקים בין הנקודות, ומהחיכוך הנוצר בין המודד זמן לסרט הנייר.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה