LUCRARE DE LABORATOR 2 SEF

Univesitatea de stat din Tirspol

LUCRARE DE LABORATOR 2 Tema: Studiul mișcării corpului aruncat sub un unghi față de orizont. Scopul lucrării: O.1.Cunoaşterea modelului fizic mişcarea sub un unghi faţă de orizont a punctul material (”Projectile motion”-Colorado.edu; «МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА»Open Physics.ru ”). O.2.Cercetarea mişcării punctului material cu acceleraţie constantă. O.3.Determinarea experimentală a acceleraţiei căderii libere la suprafaţa Pământului. Teoria lucrării: Punctul material (PM) este un model abstract al corpului, corp dimensiunile căruia pot fi neglijate în condiţiile date. Poziţia PM poate fi reprezentată cu ajutorul coordonatei în momentul de timp dat.  Matematic poziţia PM poate fi descrisă cu ajutorul razei vectoare r . Schimbarea în timp a poziţiei corpului în spaţiu reprezintă mişcarea mecanică. Legea mişcării reprezintă o funcţie de forma: r ( t )  {x ( t ), y( t ), z ( t )} . Viteza este un vector şi reprezintă o caracteristică cinematică a mişcării, care arată rapiditatea şi direcţia vitezei:  dr ( t)  v(t)  . dt

Acceleraţia este un vector şi reprezintă o caracteristică cinematică a mişcării, care arată rapiditatea şi direcţia variaţiei vitezei:   dv ( t ) a(t)  . dt

Ansamblul poziţiilor ocupate succesiv de mobil constituie o linie numită traiectorie. În fiecare punct vectorul vitezei este orientat tangenţial faţă de traiectorie. Legea mişcării cu acceleraţie constantă:     at 2 r ( t )  ro  v o t  2





, unde ro - poziţia iniţială şi v o - viteza iniţială a PM. 





Legea variaţiei vitezei: v (t )  v o  at . La mişcarea liberă a corpului în apropierea suprafeţei Pământului a  g , unde g = 9,82m/s2 reprezintă acceleraţia căderii Acceleraţia tangenţială arată rapiditatea variaţiei vitezei după modul: at 

 dv dt

; este orientată tangenţial la traiectorie.

Acceleraţia normală indică, cât de repede variază direcţia vectorului viteză: an 

v2 R

(R – raza de curbură a traiectoriei). an este perpendiculară pe tangentă. 

Acceleraţia totală poate fi determinată după teorema Pitagora: | a | a 2t  a 2n . sarcină: Deduceţi formula pentru înălţimea maximală y max la care se poate ridica PM. indicaţie: pentru punctul superior al traiectoriei proiecţia verticală a vitezei vy=0.

Mod de lucrucu platforma https://phet.colorado.edu/ 1. Lansăm platforma educațională https://phet.colorado.edu/, apoi selectăm butonul FIZICĂ (fig.1.)

Fig.1. Pagina de start a platformei educaționale a Universității din Colorado, USA

2. Din lista simulărilor selectăm şi lansăm simularea „Projectil motion”

Fig.2. simularea Projectile motion

3. Lansăm butonul ”Run”. Studiem fereastra din centrul monitorului. Selectăm consecutiv butoanele ”Intro” - Intoducere; ”Vectors” – Vectori; ”Drag” – coeficient de rezistență, care depinde de forma glontelui (Trage); ”Lab” – Laborator. Găsim butoanele de variaţie a înălţimii h, vitezei iniţiale v o şi a unghiului de lansare , de curățire a suprafeței de lucru, de rezistență a aerului, …. Cu ajutorul şoricelului schimbăm variabile h, vo, α. 4. Instalăm valoarea înălţimii h în conformitate cu tab.1. pentru grupul indicat de profesor.

5. Lansăm punctul material apăsând pe butonul «Run». Reţinem valoarea înălţimii maximale Y şi o înscriem în tab. nr. 2. După fiecare măsurare folosim butonul de curăţare a traiectoriei. Repetăm experienţa de 4 ori pentru traiectoria nr.1 şi valoarea dată a vitezei iniţiale vo din tab.2.

6. Repetăm experienţa de 5 ori pentru fiecare valoare a vitezei iniţiale vo din tab.2.

Mod de lucru 7. Lansăm programul «Открытая физика 1.1», apoi selectăm «Механика»8. Din lista modelelor selectăm şi lansăm modelul „Свободное падение тел» 9. Lansăm butonul «СТАРТ». Studiem fereastra din centrul monitorului, găsim butoanele de variaţie a înălţimii h, vitezei iniţiale vo şi a unghiului de lansare . Cu ajutorul şoricelului schimbăm variabile h, vo, α. 10.Instalăm valoarea înălţimii h în conformitate cu tab.1. pentru grupul indicat de profesor. 11.Lansăm punctul material apăsând pe butonul «run». Reţinem valoarea înălţimii maximale Y şi o înscriem în tab. nr. 2. După fiecare măsurare folosim butonul de curăţare a traiectoriei «curățire». Repetăm experienţa de 4 ori pentru traiectoria nr.1 şi valoarea dată a vitezei iniţiale vo din tab.2. 12.Repetăm experienţa de 5 ori pentru fiecare valoare a vitezei iniţiale vo din tab.2. Tab.nr.1 Parametrii iniţiali ai traiectoriei Nr. grupului 1 2 3 4 5 6 7 8

Înălţimea iniţială H, (m) 5 15 5 14 7 13 8 12

Unghiul de lansare , (grade) 60 60 60 60 60 60 60 60

Nr. grupului 9 10 11 12 13 14 15 16

Înălţimea iniţială H, (m) 9 11 10 15 10 12 15 10

Unghiul de lansare , (grade) 45 45 45 50 70 50 70 60

Tab.nr.2 Rezultatele măsurătorilor Nr. traiectoria 1 traiectoria 2 traiectoria 3 traiectoria 4 vo = 10m/s vo = 15m/s vo = 20m/s vo = 25m/s ymax ymax ymax ymax ymax ymax ymax ymax 1 15,87 0,51 2 15,77 0,41 3 15,32 4 14,98 5 14,87 valoarea 15,36 medie Y max V2

traiectoria 5 vo = 30m/s ymax ymax

15,36 100

Perfectarea rezultatelor şi oformarea dării de seamă: 1. Lansaţi fereastra pentru calculator şi calculaţi valoarea medie a coordonatei maximale de ridicare şi eroarea absolută ymax. 2. Construiţi graficul dependenţei coordonatei maximale în funcţie de pătratul vitezei iniţiale de lansare =f(vo)2. 3. Determinăm cu ajutorul graficului valoarea acceleraţiei căderii libere după formula: g

(vo2 ) 1 sin 2 ( ) . 2 ( y max )

4. Calculăm eroarea absolută Δg. Înscriem rezultatul sub forma: g = gm Запишите ответ и проанализируйте ответ и график. Întrebări pentru autoevaluare şi de control 1. Formulaţi noţiunea de punct material. 2. Cum se determină poziţia punctului material? 3. Formulaţi noţiunea de sistem de referinţă. 4. Reprezentaţi sistema de coordonate carteziană. 5. Definiţi mişcarea mecanică. 6. Definiţi viteza de mişcare. 7. Cum se înscrie rapiditatea variaţiei unei mărimi variabile? 8. Definiţi acceleraţia punctului material? 9. Ce reprezintă traiectoria punctului material? 10. Scrieţi legea mişcării punctului material cu acceleraţie constantă. 11.Scrieţi legea variaţiei vitezei punctului material cu acceleraţie constantă. 12.Definiţi viteza medie. Scrieţi formula.