Лабораторна робота № 1 вивчення руху тіла під дією сили тяжіння

Обладнання: балістичний пістолет лабораторний; вимірювальна стрічка; аркуші білого паперу; штатив з кільцем.

Частина 1. Дослідження залежності дальності польоту тіла від кута кидання.

Теоретичні відомості

При пострілі з горизонтальної поверхні під різними кутами до горизонту дальність польоту снаряду визначається формулою:

(1.1)

З цієї формули випливає, що при зміні кута вильоту снаряда від 90˚ до 0˚ дальність його падіння спочатку зростає від нуля до деякого максимального значення, а потім знову зменшується до нуля. Дальність падіння максимальна, коли добуток найбільший. Цю залежність в даній роботі необхідно перевірити на досліді за допомогою балістичного пістолета (рис. 7). Для даного пістолета модуль швидкості вильоту кульки вважати однаковим для всіх дослідів. На столі в місці падіння кульки потрібно закріпити смугу паперу, а наверх покласти копіювальний папір. При падінні кульки на папері залишається добре помітний слід.

Порядок виконання роботи

1. Підготуйте в зошиті таблицю для запису результатів вимірювань:

Кут вильоту кульки	20˚	30˚	40˚	45˚	50˚	60˚	70˚
Середня дальність польоту кульки , м

2. На краю столу закріпіть струбцину з балістичним пістолетом і встановіть пістолет за допомогою кутоміра під кутом 45˚ (рис. 7). Зробіть пробний постріл і відмітьте приблизне місце падіння кульки. Закріпіть на столі смугу паперу так, щоб при пострілі під кутом 45˚ кулька падала поблизу її дальнього кінця, і накладіть копіювальний папір.

Рис. 7

3. Встановіть пістолет під кутами 20˚, 30˚, 40˚, 45˚, зробіть по 3-4 постріли для кожного кута. Сліди падіння кульки обведіть олівцем і поряд відмітьте кути кидання.

4. Поверніть пістолет трохи вбік і, встановивши його під кутом 50˚, 60˚, 70˚, знову зробіть по 3-4 постріли для кожного кута.

Визначте середню дальність падіння кульки для кожного кута. Результати запишіть у таблицю.

Контрольні запитання

1. При якому куті дальність польоту кульки найбільша?

2. При яких кутах вильоту дальність польоту приблизно однакова і чому дорівнює сума цих кутів? Як це узгоджується з формулою, що визначає дальність польоту?

3. Сформулюйте принцип незалежності рухів.

4. Який рух називається поступальним? Обертальним?

Частина 2. Вимірювання початкової швидкості і дальності польоту тіла, кинутого під кутом до горизонту. Визначення висоти підйому тіла.

Теоретичні відомості

У цій частині роботи потрібно провести розрахунки, де необхідно встановити мішень і кільце, щоб при пострілі з пістолета під кутом 45˚ до горизонту снаряд пролетів крізь кільце і вразив мішень. Потім отримані результати перевірити на досліді.

Очевидно, мішень треба встановити на відстані , яку можна обчислити за відомою формулою (1.1), а кільце закріпити на штативі посередині між мішенню і пістолетом на висоті , яка визначається за формулою висоти підняття снаряда при стрільбі під кутом до горизонту:

(1.2)

Для обчислення числових значень цих величин необхідно знати модуль початкової швидкості снаряду, який визначають дослідним шляхом.

Для цього направляють пістолет вертикально вгору і, зробивши кілька пострілів, визначають висоту підйому снаряда. Потім, знаючи і , обчислюють модуль початкової швидкості снаряда за формулою:

(1.3)