109	05.04.2011	Czarnywojtek Elżbieta Kaźmierczak Weronika	WBMiZ	Semestr II	Grupa nr
dr hab. Eugeniusz Chimczak		Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

Badanie Ruchu jednostajnie zmiennego

Wprowadzenie:

By przejść do badania ruchu jednostajnie zmiennego należy zapoznać się z kinematyką. Oto podstawowe wzory, które będą później potrzebne. W ruchu jednostajnie zmiennym drogę przebytą można wyrazić wzorem:

S=0,5at²+tV₀+S₀

Ciekawe efekty wywołuje również siła tarcia. Będziemy ją badać za pomocą równi pochyłej. W tym przypadku tarcie można wyrazić wzorem:

T=m_wgsin(a)-m_pg-a(m_w+m_p):

Gdzie:

m_p, m_w – masa przeciwwagi i wózka

a – przyspieszenie wózka jakie wyznaczymy

g – przyspieszenie ziemskie

Przebieg doświadczenia – wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego:

1. Włączyć interfejs pomiarowy i komputer. Wywołać program Science Workshop i z menu Plik otworzyć plik Drabinka.sws.

2. Nacisnąć przycisk Zapis lub alt+R a następnie spuścić drabinkę przez bramkę świetlną.

3. Po zakończeniu cyklu pomiarowego nacisnąć przycisk Stop. Program wyświetli wyniki pomiarów przyspieszenia ziemskiego w tabeli.

4. Odpowiednio przeciągać kolumnę wyników, wybrać zakres w którym mieszczą się wartości zbliżone do oczekiwanych

5. Odczytać z pola statystyki wartość średnią i odchylenie standardowe.

6. Pomiar powtórzyć co najmniej 4 razy. Wynik podać jako średnią arytmetyczną wszystkich pomiarów. Przeprowadzić dyskusję błędów. Przed każdym nowym pomiarem skasować poprzednią serię pomiarową. Po zakończeniu pomiarów zamknąć okno ustawienia ćwiczenia naciskając alt+W.

Obliczenia:

Obliczenia zostały wykonane w arkuszu kalkulacyjnym.

Wydruk z arkusza kalkulacyjnego:

Wyznaczanie przyspieszenia
ziemskiego
L.p.
1
2
3
4
Średnia ar
odch. Standardowe

Dyskusja Błędu:

Trudno jest nam określić dokładność pomiarową przyrządów. Podawały one już wyniki częściowo przeliczone. Wynik był podany z bardzo dużą dokładnością (6 cyfr po przecinku), nie jestem jednak do końca przekonany co do tej dokładności. Poszczególne pomiary w skrajnych przypadkach różniły się nawet o 5 %. Tak duże błędy jak na tą dokładność można było wyłapać i pominąć te wyniki w dalszych obliczeniach.

Granicę błędu w takich przypadkach liczy się najczęściej z różniczki logarytmicznej. W doświadczeniu komputer podawał tylko gotowe wyniki. Nie pokazywał wartości dt (czasu w którym następny szczebel drabinki zasłaniał fotokomórkę). Granice błędu policzyłem z odchylenia standardowego.

Dla doświadczenia można było wyrazić je wzorem

Uwzględnianie współczynnika Studenta-Fishera nie jest konieczne, ponieważ dla n = 10 lub większego jest on równy 1.

Po próbnym zaokrągleniu do jednej cyfry znaczącej wynik zmienił się o 28,57 %, więc pozostawiam go bez zmian.

Zatem na końcu doświadczenia uzyskałyśmy wynik :

Wnioski:

Doświadczenie pozwoliło na wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego z dużą dokładnością. Główną zasługę odegrał w tym komputer. Mógł on bardzo precyzyjnie mierzyć odstępy czasu. Bardziej podobają nam się jednak „klasyczne” doświadczenia bez tak precyzyjnego sprzętu. Autorzy ich musieli wykazać się bardzo dużą pomysłowością, by wyznaczyć jakąś stałą lub inny parametr.