Различные способы определения ускорения свободного падения Выполнила: ученица 10 «А» класса МКОУ СОШ 2 Нотова Анастасия Руководитель: Гребенщикова Татьяна. - презентация

1 Различные способы определения ускорения свободного падения Выполнила: ученица 10 «А» класса МКОУ СОШ 2 Нотова Анастасия Руководитель: Гребенщикова Татьяна Сергеевна учитель физики высшей категории

2 Если все свободно падающие тела движутся одинаково, то это движение само по себе заслуживает детального исследования. Эрик Роджерс, «Физика для любознательных».

3 Цель работы: Определение ускорения свободного падения различными способами.

4 Задачи: Изучить литературу по данной теме. Ознакомиться с историей открытия свободного падения. Рассмотреть способы определения ускорения свободного падения. Провести самостоятельные измерения ускорения свободного падения разными способами. Определить наиболее точные способы определения ускорения свободного падения.

5 Свободное падение Свободное падение равноускоренное движение, под действием силы тяжести. Свободное падение представляет собой частный случай равномерно ускоренного движения без начальной скорости.

6 В конце XVI века знаменитый итальянский ученый Г. Галилей опытным путем с доступной для того времени точностью установил, что в отсутствие сопротивления воздуха все тела падают на Землю равноускоренно, и что в данной точке Земли ускорение всех тел при падении одно и то же. До этого в течение почти двух тысяч лет, начиная с Аристотеля, в науке было принято считать, что тяжелые тела падают на Землю быстрее легких.

7 Ускорение свободно падающего тела Экспериментально установлено, что ускорение свободного падения не зависит от массы падающего тела, но зависит от географической широты местности и высоты подъёма над земной поверхностью.

8 Зависимость ускорения свободного падения от радиуса Земли и высоты тела над Землёй непосредственно вытекает из формулы всемирного тяготения. Независимость этого ускорения от массы падающего тела следует из второго закона Ньютона и закона всемирного тяготения.

9 Реальное ускорение свободного падения на поверхности Земли может быть вычислено по эмпирической формуле: g= 9, [1+0, sin 2 (φ) – 0, sin 2 (2φ) ] – 3,086 · ·h, где φ широта рассматриваемого места, h высота над уровнем моря.

10 Значение гравитационного ускорения на поверхности планеты можно приблизительно подсчитать, представив планету точечной массой M, и вычислив гравитационное ускорение на расстоянии её радиуса R: где G гравитационная постоянная (6,6742*10-11 м 3 с- 2 кг- 1 ).

11 Отличия обусловлены: центростремительным ускорением в системе отсчёта, связанной с вращающейся Землёй; неточностью формулы из-за того, что масса планеты распределена по объёму, который, кроме того, имеет не шарообразную форму; неоднородностью Земли, что используется для поиска полезных ископаемых по гравитационным аномалиям.

12 Измерение ускорения свободного падения с помощью вращающегося диска 1) h 1 = 10 см. = 0,1 м., h 2 = 20 см. = 0,2 м., t = φ/ 468° = 40°/468° = 0,09 с. g = 2*(h 1 - h 2 ) 2 / t 2 = 2*(0,1 - 0,25) 2 / 0,092 = 9,9 м/с 2. 2) h 1 = 20 см. = 0,2 м., h 2 = 50 cм. = 0,5 м., t = φ/ 468° = 360° / 468° = 0,13 с. g = 2*(h 1 - h 2 ) 2 / t 2 = 2*(0,2 - 0,5) 2 / 0,132 = 9,9 м/с 2. опыта Высота падения первого шара, h 1, м. Высота падения второго шара, h 2, м. Интервал времени между падением шаров, t, с. Ускорение свободного падения, g, м/с ,1 м.0,25 м.0,09 с.9,9 м/с 2 2.0,2 м.0,5 м.0,13 с.9,9 м/с 2

13 Измерение ускорения свободного падения методом капельницы g= 2h/t 2 = 0.6/ = 8,9 м/с 2 Вывод: Ускорение свободного падения с помощью капельницы определяется с погрешностью. h, м.t, c.g, м/с 2 0,3 м0,26 с8,9 м/с 2

14 Измерение ускорения свободного падения с помощью наклонной плоскости (опыт с шариком) g ср = 2*h/t ср 2 g ср = 2*0.44/ = м/с 2. опыта t, c.t ср, c.t, c.t cр, c.h, м.g ср, м/с с с с с.0.44 с.9,804 м/с с с с с с с с с.

15 Измерение ускорения свободного падения с помощью наклонной плоскости (опыт с монеткой) t=(t 1 +t 2 +t 3 )/3= ( )/3=0.54 c. a= 2s/t 2 =2*0.2/ = 1.4 м/с 2. Sin α= h/s=0.08/0.2=0.4 Cos α=1- sin 2 α=0.9 Вычислим ускорение свободного падения без учета трения. g= a/( sin α - cos α)= 2.8 м/с 2. Вычислим ускорение свободного падения с учетом трения. g= a/( sin α - μ cos α)= 9,46 м/с 2. опыта S, м.h, м.t, с. a, м/с 2. SinαCos αg,м/с 2.(бе з учета трения) g,м/с 2.(с учетом трения, μ= 0,28 ) 10.2 м.0.08 м.0.58 с.0.54 с.1.4 м/с м/с 2 9,46 м/с м.0.67 с м.0.36 с.

16 Анализ полученных результатов Методыg, м/с 2 С помощью вращающегося диска9.9 м/с 2 Методом капельницы8,9 м/с 2 С помощью наклонной плоскости (опыт с шариком) 9,804 м/с 2 С помощью наклонной плоскости (опыт с монеткой без учета трения) 2.8 м/с 2 С помощью наклонной плоскости (опыт с монеткой с учетом трения) 9,46 м/с 2

17 заключение В ходе исследования мной были рассмотрены несколько способов измерения ускорения свободного падения. Проанализировав полученные результаты, я пришла к выводу о том, что самое точное значение было получено при измерении ускорения свободного падения с помощью наклонной плоскости (оно равно приблизительно 9,8 м/с 2 ). Несмотря на некоторые погрешности в измерениях, можно сказать, что ускорение свободного падения является постоянной величиной. Таким образом, я добилась поставленных цели и задач.

18