МОУ «Лицей № 43»
(естественно-технический)
Исследование падения
листа картона
Ивкина Татьяна
Саранск
2010
Цель: исследовать падение листа картона и определить зависимость движения листа картона от угла наклона.
Оборудование: твердый лист картона, линейка, рулетка, транспортир, секундомер.
Ход работы:
Таблица: погрешности средств измерений и цена делений.
| Линейка, мм | Рулетка, мм | Транспортир, градусы | Секундомер, с |
Цена деления (с) | 1 | 5 | 1 | 0,01 |
Абсолютная погрешность (А) | 0,5 | 2,5 | 0,5 | 0,005 |
ОборудованиеЛист картона: h=0,03мм
a=28,1 мм
b =19,7 мм
 |
Опыт 1
В первом опыте я подняла лист картона на вытянутых руках над головой на высоту h=175 см, держа его горизонтально (т. е. a=0˚ (рис. 1-а)). При падении лист совершал качательные движения, как показано на рисунке 1-б. Я проделала несколько раз этот опыт и в конце зафиксировала общее время падения листа: =1,6 с.
Рис. 1
Опыт 2
Во втором опыте я подняла лист картона на вытянутых руках над головой на высоту h=175 см, держа сторону b приподнятой, т. е. отклоняя сторону a от горизонта на угол a=30˚ (рис. 2-а). Я наблюдала движение листа картона, похожее на движение листа из первого опыта, но более плавное, т. е. при падении тело совершало меньше качательных движений (рис. 2-б). Среднее время =1,44 с.
Рис. 2
Опыт 3
В третьем опыте я подняла лист картона на вытянутых руках над головой на высоту h=175 см, держа сторону b приподнятой так, чтобы угол a=50˚ (рис. 3-а). При падении лист совершал качательные движения, похожие на движения листа в опытах 1 и 2, но еще более плавное (рис. 3-б). Среднее время =1,25 с.
Рис. 3
Опыт 4
В четвертом опыте я подняла лист картона на вытянутых руках над головой на высоту h=175 см, держа сторону a вертикально, т. е. a=90˚ (рис. 4-а). При падении лист совершил плавное падение на пол (рис. 4-б). Среднее время =1,23 с.
Рис. 4
В конце работы я зафиксировала все данные в таблицу:
№ опыта | h, см | a˚ | t, c | , с |
1 | 175 | 0˚ | 1,79 1,61 1,57 1,71 1,59 | 1,6 |
2 | 175 | 30˚ | 1,43 1,55 1,40 1,40 1,44 | 1,44 |
3 | 175 | 50˚ | 1,33 1,20 1,23 1,25 1,24 | 1,25 |
4 | 175 | 90˚ | 1,24 1,31 1,20 1,45 1,25 | 1,23 |
При падении в воздухе тело движется под действием двух сил: постоянной силы земного притяжения Р, направленной вертикально вниз, и силы сопротивления воздуха f, увеличивающейся по мере падения и направленной вертикально вверх. Равнодействующая силы тяжести и силы сопротивления воздуха равна их разности и в начале падения направлена вниз. Сила тяжести зависит от массы тела, а сила сопротивления воздуха – от от формы и размеров тела, от плотности атмосферы, и от скорости падения тела.
Кроме того, падение листа зависело от высоты падения (в зависимости от того, кидаю ли я лист с седьмого этажа жилого дома или в пяти сантиметрах от пола) , от угла наклона, от степени деформации листа (лист может быть не совсем прямой, а с некоторыми дефектами) , от окружающих обстоятельств (сквозняк). В своих опытах я заметила, что время падения листа зависит от угла наклона обратно пропорционально – чем больше угол отклонения стороны a от горизонта, тем меньше время падения (следовало бы построить график этой зависимости). Так же измеренное время падения зависит от моей собственной реакции (при нажатии на кнопку секундомера), от погрешностей определения высоты.
Основной задачей физического эксперимента является измерение численных значений наблюдаемых физических величин. Но результат всякого измерения всегда содержит некоторую погрешность. Поэтому в задачу измерений входит не только нахождение самой величины, но также и оценка допущенной при измерении погрешности. Погре́шность измере́ния — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Погрешности разделяются на абсолютные (A) и относительные (ε). Под абсолютной погрешностью понимается алгебраическая разность между номинальным и действительным значениями измеряемой величины. Однако в большей степени точность средства измерений характеризует относительная погрешность, т. е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой или воспроизводимой данным средством измерений величины. Т. к. в своих опытах я проводила лишь прямые измерения ( производила непосредственное сравнение величины измеряемого объекта с величиной единичного объекта), а не косвенные (искомое значение измеряемой величины получала путем соответствующих расчетов), то я расчитывала абсолютные погрешности по формуле: где формула? , где ∆A
, где с-цена деления.
Вывод: В ходе работы я исследовала падение твердого листа картона, брошенного под различными углами отклонения от горизонта, и определила зависимость движения листа от угла наклона.
В этой работе я не смогла вычислить ускорение, т. к. тело совершало сложное движение, состоящее из поступательного и вращательного.
Источники: http://www. *****/mainmenu-4.html
http://dic. *****/dic. nsf/bse/117884/Падение
http://www. *****/~rte/uits/liter_uits/plan_exp/glav2_1.htm
http://iatephysics. *****/knowhow/knowhow7.htm#errors
Не включена опция «Автоматическая расстановка переносов».
Особенности движения фактически не объяснены.
Оценки: эксперимент – 5, теория – 3, погрешности – 3, оформление – 4..
