Вивчення руху тіла, кинутого горизонтально

Обладнання: лінійка з міліметровими поділками, штатив з муфтою і лапкою; лоток для пускання кульки; фанерна дошка; кулька; папір; кнопки; копіювальний папір.

Теоретичні відомості

Одна з основних величин, що описує рух це швидкість. Швидкість рівномірного прямолінійного руху можна розрахувати за формулою:

(2.1)

де – швидкість, S – пройдений шлях, t – час.

В системі СІ швидкість вимірюється у м/с.

Якщо кульку кинути горизонтально, то вона рухатиметься по параболі. За початок координат візьмемо початкове положення кульки. Вісь X спрямуємо горизонтально, а вісь Y – вертикально вниз. Тоді для будь-якого моменту часу t: ; . Дальність польоту l –це значення координати х, яке вона матиме, якщо замість t підставити час падіння тіла з висоти h. Тому можна записати: ; . Звідси легко знайти час падіння t й початкову швидкість :

i , або . (2.2)

Якщо пустити кульку кілька разів у незмінних умовах досліду (рис. 9), то значення дальності польоту трохи відрізнятимуться між собою з різних причин, які неможливо врахувати. У таких випадках за значення вимірюваної величини беруть середнє арифметичне результатів, знайдених у кількох дослідах.

Порядок виконання роботи

1. За допомогою штатива закріпіть фанерну дошку вертикально. При цьому тією самою лапкою затисніть виступ лотка. Загнутий кінець лотка повинен бути горизонтальним (див. рис. 9).

2. Прикріпіть до фанери кнопками аркуш паперу шириною понад 20 см і біля основи установки на смужку білого паперу покладіть копіювальний папір.

Рис. 9

3. Повторіть дослід п’ять разів, пускаючи кульку з того самого місця лотка; приберіть копіювальний папір.

4. Виміряйте висоту h і далекість польоту l. Результати вимірювань запишіть у таблицю.

№	h, м	l, м	l _c, м	, м/с

4. Обчисліть середнє значення початкової швидкості за формулою (2.3).

(2.3)

6. За формулами і знайдіть координати х та у тіла через кожні 0,05 с і побудуйте траєкторію руху:

t, c	0,05	0,10	0,15	0,2
х, м
y, м

7. Пустіть кульку по жолобу і переконайтеся в тому, що її траєкторія близька до побудованої параболи.

Контрольні запитання

1. Чому дорівнює швидкість тіла в кінці падіння з висоти h без початкової швидкості?

2. Чому дорівнює прискорення тіла, кинутого вертикально вгору, у верхній точці траєкторії?

3. Тіло кидають горизонтально з деякої висоти. У якому випадку дальність польоту буде більше: якщо збільшити в два рази початкову швидкість або збільшити в два рази початкову висоту?

4. Тіло кинули горизонтально з висоти над поверхнею землі. Початкова швидкість дорівнювала . Визначити переміщення за час польоту.