Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Тема: Механічний рух. Прямолінійний рівномірний рух. Рух по колу.

Лабораторна робота № 7

Завдання 1. Підготовути і продемонструвати відносність спокою та руху.

Обладнання: візок, платформа, брусок.

Візок встановлюють біля краю демонстраційного столу: позаду встановлюють брусок-тіло відліку. На цій установці спочатку показують два випадки: спокій візка відносно бруска і спокій відносно платформи, на якій встановлено візок.

Для демонстрації першого випадку пускають візок і одночасно переміщують вздовж столу платформу так, щоб швидкість руху платформи дорівнювала швидкості руху візка, але направлена була в протилежний бік. Для учнів візок весь час буде здаватися нерухомим відносно бруска, але рухомим відносно платформи. Таким чином, за будь який проміжок часу від початку руху візок проходить такий шлях по платформі вперед, на який разом з платформою він перемістився назад, ось чому і знаходився він весь час напроти бруска.

Мал. 34. Демонстрація відносності руху візка

Для демонстрації другого випадку поступають так:не приводячи в рух візок. рівномірно переміщують платформу відносно бруска. Звертають увагу, що тепер візок відносно платформи весь час залишається нерухомим, а переміщується разом з нею на однакову відстань відносно бруска.

Ці досліди і додаткові приклади з життя дозволяють зробити висновок: у природі немає ні абсолютного спокою, ні абсолютного руху. Всякий рух, як і спокій, є відносними.

Завдання 2. Підготовути і продемонструвати відносність траєкторії.

Обладнання: обертовий диск від приладу для демонстрування обертального руху, кілька кружків діаметром 3 – 4 см, вирізаних з кольорового паперу, клей.

Мета досліду — продемонструвати відносність траєкторії. Для цього на обертовий диск наклеюють на різних від осі відстанях кілька паперових кружків. Потім крейдою на диску проводять два взаємно перпендикулярних діаметри, з яких один має проходити через будь-який кружок. Це буде система відліку, пов'язана з диском. Диск закріплюють у штативі так, щоб його площина була вертикальною і повернута кружками до учнів. Підготовлений таким чином диск приводять в обертання і звертають увагу учнів на те, що в системі відліку, пов'язаній з демонстраційним столом, траєкторії кружків – кола різних радіусів. У системі відліку, пов'язаній з диском, точки нерухомі. Вийнявши диск з муфти штатива, змушують його ковзати без обертання по демонстраційному столу. У цьому Спадку траєкторії руху кружків у системах «стіл» і «диск» рівні. Прокочуючи диск по столу, приходять до того самого висновку.

Цей дослід демонструє відносність руху, спокою, переміщень, а також швидкостей.

Завдання 3. Підготовути і продемонструвати прямолінійний та криволінійний рух.

Обладнання: візок, платформа.

Мал. 35 Демонстрація відносносні пройденого шляху візка

Самохідний візок встановлюють на платформі і, ввімкнувши струм, звертають увагу учнів на те, що візок переміщується весь час вздовж столу. тобто прямолінійно.

Потім показують криволінійний рух візка, повернувши попередньо його передні колеса вбік. Для цього перевертають візок колесами вгору ослабляють гвинт, що утримує тягу повороту, і повернувши колеса на деякий кут знову закріплюють тягу гвинтом.

Дослід слід продовжити і показати, що такі поняття кінематики, як траєкторія, пройдений шлях і швидкість, є також відносними, що залежать від вибору системи відліку. Для цього виправляють колеса (передні) візка, встановлюють його на платформу. Потім візок знову пускають вздовж платформи, а останню беруть рукою за кінець, до якого наближається візок. і повертають на столі на деякий кут. Розбираючи з учнями останній дослід, встановлюють, що візок відносно платформи рухався як і раніше прямолінійно, а відносно столу – криволінійно. Отже траєкторія-поняття відносне.

Завдання 4. Вивчити будову і дію метронома, секундоміра демонстраційного та лічильника-секундоміра електронного.

Секундомір демонстраційний СЕД (мал. 35) служить для виміру часу від 0 до 12 із з точністю до 0,01 с; прилад застосовують також як датчик часу. Секундомір живиться від мережі змінного струму напругою 220 або 127 В. На лицьовій панелі приладу змонтовані вимикач мережі, перемикач виду роботи на два положення («Секундомір», «Датчик»), затиски «Вхід» і «Вихід». Велика шкала містить 100 поділок (ціна поділки 0,01 с), а мала-12 поділок (ціна поділки 1 с). Дві червоні стрілки служать для установки часу, коли прилад працює в режимі датчика. На верхній кришці корпусу змонтовано дві кнопки: «Пуск», «Установка нуля». Для роботи приладу в режимі секундоміра перемикач виду роботи встановлюють в положення «Секундомір». Після установки ключа в положення «Вкл» починає працювати електродвигун приладу, шум якого чутний досить добре. Натисненням кнопки «Установка нуля» включають привід, що обертає чорні стрілки. Стрілки обертаються до моменту установки на нуль. Так прилад наводиться у вихідне положення. При натисненні на кнопку «Пуск» або при замиканні затисків «Вхід» починається відлік часу. Стрілки зупиняються відразу ж після відпуску кнопки «Пуску» або розмикання затисків «Вхід». Для установки приладу у вихідне положення потрібно знов короткочасно натискувати кнопку «Установка нуля».

Для використання приладу як датчик часу перемикач виду роботи встановлюють в положення «Датчик». За допомогою ручки управління червоними стрілками встановлюють значення секунд і сотих доль секунди інтервалу часу, який повинен відлічити секундомір. Натисненням кнопки «Пуску» починається відлік встановленого інтервалу часу, зупинка стрілок здійснюється автоматично. Під час відліку затиски «Вихід» будуть замкнутими.

Лічильник-секундомір електронний шкільний ССЕШ (мал. 37) призначений для виміру часу від 0 до 9,99 із з точністю до 0,01 с, а також для відліку електричних імпульсів або замикань від 1 до 999. Секундомір живиться від мережі змінного струму напругою 220 або 127 В. На лицьовій панелі приладу змонтовані мережевий вимикач, сигнальна лампочка, перемикач роду роботи, кнопки «Скидання» і «Пуск», вхідні затиски, вікна декатронів. Лічильник-секундомір працює в трьох режимах: «Електричні імпульси», «Секунди», «Механічні замикання». Роботу лічильника перевіряють таким чином. Включають вилку приладу в мережу, встановлюють тумблер в положення «Вкл» (при цьому спалахує сигнальна лампа). Після прогрівання ламп натискують кнопку «Скидання», при цьому розряд (точка, що світиться) на всіх декатронах повинен встановитися навпроти ділення «0». Перемикач виду роботи встановлюють в положення «Механічні замикання». При кожному натисненні на кнопку «Пуск» або при замиканні затисків «Вхід» на першому справа декатроне розряд перескакує на наступне ділення. Так здійснюється рахунок замикань до 999. При натисненні на кнопку «Скидання» прилад переходить у вихідне положення. Потім перемикач встановлюють в положення «Секунди». При натисненні на кнопку «Пуск» або при замиканні затисків «Вхід» секундомір починає відлічувати час. При відпуску кнопки (або розмиканні затисків) відлік часу припиняється.

Мал. 37. Лічильник-секундомір електронний шкільний ССЕШ

Панель з електромагнітом забезпечена двополюсним перемикачем, який одночасно або включає електромагніт і розмикає затискачі СП, або відключає електромагніт і замикає затискачі СП. Живлення до електромагніту підводять від акумулятора або випрямляча ВС-4-12 через затискачі «4 В».

Метроном призначений для гучного відліку рівних проміжків часу порядка секунду. Прилад є годинниковим механізмом, забезпеченим ударником (мал. 38). Маятник механизма у вигляді сталевої смуги виступає з корпусу вгору. На маятнику знаходиться пересувний вантаж, що дозволяє міняти частоту коливань в межах від 40 до 208 ударів в хвилину. За маятником розташована вертикальна шкала, що дозволяє встановити вантаж відповідно до вибраної частоти коливань. Збоку на корпусі є ключ. Щоб завести пружину механізму, потрібно зробити 4-5 оборотів по напряму годинникової стрілки.

При зберіганні вантаж опускають вниз, кінець маятника прибирають під планку, закріпленою вище шкали, а потім закривають кришку.

Завдання 5. Підготовути і продемонструвати рівномірний та нерівномірний рух.

Обладнання: самохідний візок. платформа, метроном, брусок.

Для проведення цього досліду налагоджують візок так, щоб він рухався прямолінійно з найменшою швидкістю. Ставлять на стіл метроном пересунувши рухомий тягар на його стержні до поділки 60 ударів за хвилину (над відміткою шкали).

Пускаємо метроном і з одним із його ударів вмикаємо двигун візка. З кожним ударом метронома на вертикальній кромці платформи чи столу наносять крейдою штрих. В кінці столу зупиняють візок і звертають увагу учнів на відстань між сусідніми штрихами. Вони виявляються скрізь однаковими між собою. Вимірявши відстані між сусідніми штрихами, визначаємо швидкість руху візка. Вона буде рівною приблизно 10см/с. Дослід повторюють, збільшивши частоту ударів метронома. Тепер штрихи розміщуються густіше, але все-рівно на однаковій відстані один від одного. Досліди наглядно розкривають учням означення рівномірного руху, при якому тіло за будь-які однакові проміжки часу здійснює однакові переміщення.

Мал. 39. Запис рівномірного руху

Для демонстрації нерівномірного руху у візка заздалегідь відключають зчеплення ведучого колеса з електродвигуном. Візкові надають можливість вільно рухатись вздовж похилої платформи, а потім по столу до повної зупинки. Дослід повторюють при різних кутах нахилу платформи. Для одного з випадків проводять запис руху описаним вище способом. Звертають увагу на те, що тепер відстані, пройдені за рівні проміжки часу не однакові. Це є характерною ознакою нерівномірного руху. На основі результатів досліду розраховують середню швидкість руху візка.

Завдання 8. Підготовути і продемонструвати напрям швидкості в криволінійному русі.

Обладнання: ручне точило, стальна пластинка.

Швидкість у криволінійному русі напрямлена вздовж дотичної до траєкторії в розглядуваній точці. Це найпростіше можна продемонструвати за допомогою ручного точила з наждачним кругом. Точило швидко обертають, доторкаючись до поверхні точильного каменя стальною пластинкою, лезом рубанка або кінцем старого напилка. З місця дотику вилітає сніп іскор, які мають напрям дотичних до траєкторії руху точок поверхні точильного каменя в точках дотику стальної пластинки.