Физпрактикум: 2. Виртуальная лабораторная работа по физике «Определение ускорения свободного падения тела на телах Солнечной системы» http://efizika.ru/html5/02/index.html.

02. Виртуальная лабораторная работа по физике «Определение ускорения свободного падения тела на телах Солнечной системы» http://efizika.ru/html5/02/index.html.

Цель работы: измерить ускорение свободного падения с помощью прибора для изучения движения тел на различных телах Солнечной системы.

Приборы и оборудование: штатив, электромагнит, секундомер, фотодатчик, стальной шарик, блок управления.

02. Virtual laboratory assignments in physics «Determination of the acceleration of free fall of a body on the bodies of the Solar system» http://efizika.ru/html5/02/index.html.

The purpose of the work: Purpose: to measure the acceleration of gravity using an instrument to study the motion of bodies on various bodies of the Solar system.

Instruments and equipment: tripod, electromagnet, stopwatch, photo sensor, steel ball, control unit.

Лабораторная работа № 2

Определение ускорения свободного падения тела на телах Солнечной системы

Цель: измерить ускорение свободного падения с помощью прибора для изучения движения тел на различных телах Солнечной системы.

Приборы и оборудование: штатив, электромагнит, блок управления, секундомер, фотодатчик, стальной шарик, http://efizika.ru/html5/02/index.html

Содержание работы

Для проведения опытов используйте штатив 1, электромагнит 2, стальной шарик 3, электронный секундомер 4, фотодатчик 5, блок управления 6 (рис.). Ускорение свободного падения можно определить, измерив путь и время движения из состояния покоя.

Запуск и сброс показаний электронного секундомера могут осуществляться нажатием « Пуск/Стоп».

Ход работы

Установите расстояние h₀ между датчиками.
Нажмите кнопку «Пуск» и измерьте времяt свободного падения шарика.
Нажмите кнопку «Стоп» для приведения установки в начальное состояние.
Результаты измерений запишите в таблицу.
Повторите пункты 1-4 пять раз.

Вычислите ускорение свободного падения:

, ,

Найдите среднее арифметическое значение ускорения свободного падения.

№ п/п	Тело Солн. системы	h, м	t, c	g, м/с²	g_ср, м/с²	g_т, м/с²	Dg, м/с²	e, %
1
2
3

Определите отклонение полученного вами значенияg_ср от действительного значенияg_т, найденного в справочных данных (т.е. найдите разность между ними Dg). Вычислите, какую часть (в процентах) составляет эта разность от действительного значенияg. Это отношение называется относительной погрешностью ε. Чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерений.

Тренировочные задания и вопросы:

Свободным падением называется_
Свободное падение по своему характеру является_
Ускорение свободного падения g = _
Все ли тела падают с одинаковым ускорением? Почему?_
Почему в комнате дробинка долетает быстрее пушинки, если они падают с одной высоты?_
Сколько времени тело будет падать с высоты h = 11,25 м? _

▎Введение
Ускорение свободного падения g — это величина, характеризующая ускорение, с которым тело падает на поверхность Земли под действием силы тяжести. В данной лабораторной работе мы будем определять значение g с помощью виртуального эксперимента, используя различные методы и инструменты.

▎Цели работы
1. Определить значение ускорения свободного падения на Земле.
2. Изучить влияние различных факторов (высота, масса тела) на значение g.
3. Научиться использовать формулы и данные для расчета ускорения свободного падения.

▎Оборудование и материалы
- Компьютер с доступом в интернет.
- Программное обеспечение для моделирования (например, efizika).
- Онлайн-калькулятор или таблицы с известными значениями g.

▎Теоретическая часть
Ускорение свободного падения можно рассчитать по формуле:

g = G · M/R^2

где:
- G — гравитационная постоянная (6.674 × 10^-11 м^3/кг·с^2),
- M — масса Земли (5.972 × 10^24 кг),
- R — радиус Земли (6.371 × 10^6 м).

Приблизительное значение ускорения свободного падения на поверхности Земли составляет 9.81 м/с^2.

▎Подготовка к эксперименту
1. Сбор данных: Подготовьте необходимую информацию о массе и радиусе Земли.
2. Настройка симуляции: Загрузите программное обеспечение для моделирования и выберите эксперимент по свободному падению.

▎Выполнение эксперимента
1. Запуск симуляции: Запустите симуляцию свободного падения тела. Установите высоту, с которой будет падать тело (например, 1 м, 2 м, 5 м).
2. Измерение времени падения: Запустите эксперимент и измерьте время, за которое тело достигнет земли. Повторите эксперимент несколько раз для повышения точности.
3. Запись данных: Запишите результаты в таблицу:

| Высота (м) | Время падения (с) | Ускорение (м/с²) |
|————|——————–|——————-|
| 1 | | |
| 2 | | |
| 5 | | |

4. Расчет ускорения: Используя формулу для определения ускорения:

g = 2h/t^2

где:
- h — высота,
- t — время падения.

Заполните таблицу значениями ускорения.

▎Анализ результатов
1. Сравнение значений: Проанализируйте полученные значения ускорения свободного падения для разных высот. Обратите внимание на то, как время падения меняется с увеличением высоты.
2. Графическое представление: Постройте график зависимости ускорения от высоты.

▎Заключение
В заключительной части лабораторной работы напишите отчет, в котором:
- Подведите итоги расчетов.
- Обсудите полученные значения и их соответствие известным данным о g.
- Сделайте выводы о том, как высота и время падения влияют на определение ускорения свободного падения.

▎Дополнительные задания
1. Исследуйте, как изменяется значение g на различных высотах (например, в горах или на высоте 10 км).
2. Рассмотрите влияние других факторов, таких как вращение Земли, на значение ускорения свободного падения.

Эта виртуальная лабораторная работа позволит вам глубже понять природу гравитации и научиться работать с данными и математическими моделями в физике.10:10