Projekt „Efektivní Učení Reformou oblastí gymnaziálního vzdělávání“ je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Pracovní list - Laboratorní práce č. 3 Jméno:
Třída:
Skupina:
Spolupracovník/ci:
Datum:
Téma: Měření tíhového zrychlení Úkoly: 1. Proměřit závislost padajícího hřebene na čase pro hřeben bez zátěže a se zátěží. 2. Výpočtem určit tíhové zrychlení pro hřeben padající bez zátěže a se zátěží. 3. Sestrojit graf: Závislost dráhy nezatíženého hřebene na čase pro jeden volný pád. Určit g kvadratickou regresí. Teorie: Tíhové zrychlení je zrychlení těles na Zemi, které je výsledkem složení gravitačního zrychlení a odstředivého zrychlení, které vzniká jako důsledek otáčení Země. Místní tíhové zrychlení závisí na geografické šířce a nadmořské výšce. Na rovníku v úrovni mořské hladiny má tíhové zrychlení hodnotu 9,780 m.s-2, na pólech 9,832 m.s-2. Pomůcky: „hřeben“, pravítko, zátěž (hokejový puk), stojan, počítač, ISES, modul - optická závora Postup: 1. Optickou závoru připojte do kanálu A, uchyťte do stojanu asi 30 cm nad lavici a upravte její šířku asi na 3 cm. 2. Spočítejte počet zubů hřebene. 3. Změřte celkovou délku hřebene a určete vzdálenost dvou sousedních zubů. 4. Změřte délku od druhého do desátého zubu. 5. Na základě vzdálenosti sousedních zubů a celkové délky hřebene doplňte v tabulce dráhu s/m. 6. Spusťte ISES a založte nový experiment (viz nastavení). 7. Na obrazovce je připravené okno s časovou osou nastavenou na 0,2 s, graf se zatím nevykresluje. Počítač čeká s měřením, až nastane zatmění závory. 8. Hřeben umístěte do optické závory mezerou mezi prvním a druhým zubem a zlehka uvolněte. Pád je zaznamenán na monitoru. Při podařeném pokusu je vidět 9 zubů (zatmění závory). 9. Pomocí „odečtu rozdílu“ určete pro všechny zuby čas t. Odečet provádějte v polovině hloubky impulzů od okamžiku, kdy první zub způsobil zatmění. 10. Postup opakujte ještě jednou s nezatíženým hřebenem a potom dvakrát s hřebenem zatíženým. 11. Výsledky zapisujte do tabulky. Nastavení ISES:doba měření 0,2 s; vzorkování 1000Hz; start trigger na sestupnou hranu kanál A; hladina 0,5; pretrigger 5%; zobrazení definice – min Y = -0,5; max Y = 1,5
I N V E S T I C E
D O
R O Z V O J E
V Z D Ě L Á V Á N Í
Vypracování: Počet zubů hřebenu: Celková délka hřebenu: Vzdálenost dvou zubů hřebenu: Vzdálenost od druhého zubu k desátému zubu hřebenu: Tab. č. 1: Závislost padajícího hřebene na čase. s/m
t/s
t/s
∆t/s
g/m.s-2
Vzorový výpočet tíhového zrychlení:
Graf č. 1: Závislost dráhy nezatíženého hřebene na čase.
Závěr:
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 2
Metodický list - Laboratorní práce č. 3 Jméno: Spolupracovník/ci:
Třída:
Skupina: Datum:
Téma: Měření tíhového zrychlení Úkoly: 1. Proměřit závislost padajícího hřebene na čase pro hřeben bez zátěže a se zátěží. 2. Výpočtem určit tíhové zrychlení pro hřeben padající bez zátěže a se zátěží. 3. Sestrojit graf: Závislost dráhy nezatíženého hřebene na čase pro jeden volný pád. Určit g kvadratickou regresí. Teorie: Tíhové zrychlení je zrychlení těles na Zemi, které je výsledkem složení gravitačního zrychlení a odstředivého zrychlení, které vzniká jako důsledek otáčení Země. Místní tíhové zrychlení závisí na geografické šířce a nadmořské výšce. Na rovníku v úrovni mořské hladiny má tíhové zrychlení hodnotu 9,780 m.s-2, na pólech 9,832 m.s-2. Vstupní test: moodle Pomůcky: „hřeben“, pravítko, zátěž (hokejový puk), stojan, počítač, ISES, modul - optická závora Postup: 1. Optickou závoru připojte do kanálu A, uchyťte do stojanu asi 30 cm nad lavici a upravte její šířku asi na 3 cm. 2. Spočítejte počet zubů hřebene. 3. Změřte celkovou délku hřebene a určete vzdálenost dvou sousedních zubů. 4. Změřte délku od druhého do desátého zubu. 5. Na základě vzdálenosti sousedních zubů a celkové délky hřebene doplňte v tabulce dráhu s/m. 6. Spusťte ISES a založte nový experiment (viz nastavení). 7. Na obrazovce je připravené okno s časovou osou nastavenou na 0,2 s, graf se zatím nevykresluje. Počítač čeká s měřením, až nastane zatmění závory. 8. Hřeben umístěte do optické závory mezerou mezi prvním a druhým zubem a zlehka uvolněte. Pád je zaznamenán na monitoru. Při podařeném pokusu je vidět 9 zubů (zatmění závory). 9. Pomocí „odečtu rozdílu“ určete pro všechny zuby čas t. Odečet provádějte v polovině hloubky impulzů od okamžiku, kdy první zub způsobil zatmění. 10. Postup opakujte ještě jednou s nezatíženým hřebenem a potom dvakrát s hřebenem zatíženým. 11. Výsledky zapisujte do tabulky.
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 3
Nastavení ISES: doba měření 0,2 s; vzorkování 1000Hz; start trigger na sestupnou hranu kanál A; hladina 0,5; pretrigger 5%; zobrazení definice – min Y = -0,5; max Y = 1,5 Vypracování: Počet zubů hřebenu: 10 Celková délka hřebenu: 20 cm Vzdálenost dvou zubů hřebenu: 2 cm Vzdálenost od druhého zubu k desátému zubu hřebenu: 8 cm Tab. č. 1: Závislost padajícího hřebene na čase. s/m 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,02
Bez zátěže t/s 0,05275 0,07940 0,10082 0,11841 0,13407 0,14835 0,16209 0,05275
Se zátěží t/s 0,05194 0,07951 0,10105 0,11908 0,13398 0,14844 0,16303 0,05194
Bez zátěže g/m.s-2 14,37523865 12,68963067 11,80559444 11,41151277 11,12671020 10,90526291 10,65726063 14,37523865
Se zátěží g/m.s-2 14,82709604 12,65454341 11,75191415 11,28346096 11,14166378 10,89204308 10,53471945 14,82709604
Vzorový výpočet tíhového zrychlení:
m.s-2 g = 14,37523865 m.s-2
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 4
Graf č. 1: Závislost dráhy nezatíženého hřebene na čase.
Závěr:
V závěru žáci uvedou výsledné hodnoty, porovnají hodnoty g se zátěží a bez zátěže. Vypočtené hodnoty srovnají s hodnotou tabulkovou a vypočtou chyby měření. Fyzikálně objasní případné rozdíly.
Kulička na nakloněné rovině
Stránka 5
