(9)

Ćwiczenie nr 3

Badanie ruchu prostoliniowego jednostajnego [jednostajnie zmiennego

I. Ruch jednostajny

1. Wiadomości wstępne

Ruchem prostoliniowym jednostajnym nazywamy ruch w czasie którego prędkość ciała

''—constans.

Z zapisu tego wynika, że ciało porusza się po prostej, a wartość wektora i jego zwrot nie ulegają zmianie. W ruchu prostoliniowym jednostajnym prędkość średnia jest równa w każdej chwili prędkości chwilowej, a zależność przebytej drogi x od czasu t przyjmuje postać

X=^VL

X

Na przedstawionym wykresie x(t) wartość prędkości:

__ Ar A/ ’

2. Przebieg eksperymentu

Uzyskanie stałej prędkości ciała nic jest wcale proste. Jak wynika z I zasady dynamiki Newtona aby taki ruch mógł wystąpić muszą się równoważyć wszystkie siły działania na dane ciało. Z takim właśnie przypadkiem mamy wtedy, gdy kropa wody opada w oleju. Gęstość wody jest tylko nieco większa od gęstości oleju a tym samym pojawia się duża siła wyporu. Opadająca kropla doznaje równocześnie działania siły tarcia f, która przy pewnej prędkości ^v’o dodana do siły wyporu W równoważy siłę ciężkości Q. Od tego czasu kropla opada ze stała prędkością ^vo-

dla

Q = W + T

^vo=constans

powierzchnia WM M oleju : r8j% kropla oleju^ rfĘj^y

iofej)

jL

m

y

y

w

Niestety krople przyjmują różne rozmiary i ich prędkości są różne. W doświadczeniu wykorzystujemy dużą menzurkę wypełnioną olejem, na której zaznaczono jednakowe odcinki drogi jakie będzie przebywać kropla wody. Stoper włączamy gdy kropla mija pierwsza kreskę a następnie rejestrujemy czasy pokonywania odcinków So, 2 Só, 3 So itd. Wyniki notujemy w tabeli. Wcześniej za pomocą suwmiarki mierzymy odcinki drogi So. Otrzymane wyniki przedstawiamy na wykresie Zależności drogi od cżasu. Pomiar przeprowadzamy dla pięciu kropel.

UWAGA!

Kropla wody musi zostać wpuszczona za pomocą

kroplomierza zanurzonego w oleju.

Nr.	przebyta droga	czast
	M .
	?So	■ I
	3So	Bfl
	4 So
	llo

Otrzymane dane nanosimy na wykres zależności drogi przebytej przez kroplę wody od czasu /. Z wykresu tego możemy otrzymać wartość prędkości ^v z jaką porusza się kropla. Z przedstawionej tabeli możemy wyznaczyć prędkości kropli podczas pokonywania jednakowych odcinków dróg:

Y\

wm

w

, itd.

19