Badanie przemian energii mechanicznej

na równi pochyłej

Przyrządy:

1. Równia pochyła.
2. Zestaw kulek.
3. Przymiar kreskowy.
4. Stoper.
5. Suwmiarka.
6. Waga elektroniczna.

Przebieg pomiarów:

1. Zmierzyć długość

S

, wysokość

H początkowego,

1

H środkowego i

2

H

końcowego punktu równi oraz szerokość D jej profilu.

2. Wyznaczyć masę

m i średnicę

R

d

2



kuli wskazanej przez

prowadzącego zajęcia.

3. Obliczyć moment bezwładności

0

I kuli

 

2

2

5

2

0

d

m

I



.

oraz odległość x pomiędzy jej środkiem masy a chwilową osią obrotu

 

 

2

2

2

2

D

d

x





.

4. Umieścić kulę na szczycie równi i zmierzyć czas

1

t po którym kula znajdzie się w

połowie długości równi. Pomiar powtórzyć czterokrotnie. Obliczyć wartość średnią

1

t

zmierzonych czasów.

5. Umieścić kulę na szczycie równi i zmierzyć czas

2

t po którym kula znajdzie się u

podnóża równi. Pomiar powtórzyć czterokrotnie. Obliczyć wartość średnią

2

t

zmierzonych czasów.

6. Obliczyć chwilowe prędkości liniowe

1



i

2



:

1

1

t

S





,

2

2

2

t

S





oraz chwilowe prędkości kątowe

x

1

1



 

,

x

2

2







kuli odpowiednio w połowie długości równi oraz na jej końcu.

7. Obliczyć energię potencjalną

mgh

E

p



,

energię kinetyczną ruchu postępowego

2

2

1

post



m

E

k



,

R

D

x

energię kinetyczną ruchu obrotowego

2

0

2

1

obr



I

E

k



oraz energię całkowitą

2

0

2

1

2

2

1

c





I

m

mgh

E







kuli na szczycie równi, w połowie jej długości oraz na jej końcu.

8. Powtórzyć czynności opisane w punktach 2-7 dla innych kul, wskazanych przez

prowadzącego zajęcia.

9. Zanotować wnioski.

Tabele pomiarowe:

m

..

...



S

,

m

..

...



H

,

m

..

...

1



H

,

m

..

...

2



H

,

m

..

...



D

kg

..

...



m

,

m

..

...



d

1

t

1

t

2

t

2

t

1



2



1



2



 

s

 

s

 

s

 

s

 

m/s

 

m/s

 

1/s

 

1/s

Położenie kulki

p

E

post

k

E

kobr

E

c

E

 

J

 

J

 

J

 

J

Szczyt równi

Połowa długości równi

Koniec równi

Powyższe tabele należy skopiowad pięciokrotnie.