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: 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. 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 Bez zátěže t/s Se zátěží t/s Bez zátěže g/m.s -2 Se zátěží g/m.s -2 0,02 0,05275 0,05194 14,37523865 14,82709604 0,04 0,07940 0,07951 12,68963067 12,65454341 0,06 0,10082 0,10105 11,80559444 11,75191415 0,08 0,11841 0,11908 11,41151277 11,28346096 0,10 0,13407 0,13398 11,12671020 11,14166378 0,12 0,14835 0,14844 10,90526291 10,89204308 0,14 0,16209 0,16303 10,65726063 10,53471945 0,02 0,05275 0,05194 14,37523865 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