Bộ dụng cụ đo gia tốc rơi tự do gồm Nam châm điện

Trang trước Trang sau

Thực hành trang 36 Vật Lí 10:

Dụng cụ

Bộ dụng cụ đo gia tốc rơi tự do gồm:

(1) Nam châm điện (2) Viên bi thép

(3) Cổng quang điện (4) Công tắc điều khiển

(5) Đồng hồ đo thời gian (6) Giá

Tiến hành

Bước 1: Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 4.7.

+ Đặt bi thép dính vào phía dưới nam châm

+ Nhấn công tắc cho bi thép rơi

+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ

+ Lặp lại thao tác với các khoảng cách từ vị trí vật bắt đầu rơi đến cổng quang điện khác nhau.

Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng 4.2

Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật

Lần đo s (m)	Thời gian rơi (s)
Lần đo s (m)	1	2	3
0,400	0,285	0,286	0,284
0,600	?	?	?
0,800	?	?	?

Bước 3: Tính gia tốc trung bình của vật rơi tự do và sai số cực đại trung bình của phép đo.

Áp dụng phương trình $s = v_{o} t + \frac{1}{2} a t^{2}$ cho một vật có vận tốc ban đầu bằng không, rơi tự do với gia tốc g, ta được biểu thức gia tốc $g = \frac{2 s}{t^{2}}$

Trong đó, t là trung bình cộng của ba thời gian rơi cho mỗi khoảng cách s.

Viết kết quả: $g = \bar{g} \pm Δ g$

Lời giải:

Tham khảo bảng kết quả dưới:

Bảng 4.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật

Lần đo s (m)	Thời gian rơi (s)
Lần đo s (m)	1	2	3
0,400	0,285	0,286	0,284
0,600	0,349	0,351	0,348
0,800	0,404	0,405	0,403

Xử lí kết quả:

+ Quãng đường s = 0,400 m

Lần đo

s (m)

Thời gian rơi (s)

0,400

0,285

0,286

0,284

Thời gian rơi trung bình: $\bar{t} = \frac{t_{1} + t_{2} + t_{3}}{3} = \frac{0, 285 + 0, 286 + 0, 284}{3} = 0, 285 s$

Gia tốc trong lần đo 1: $g_{1} = \frac{2 s}{t_{1}^{2}} = \frac{2.0, 4}{0, 285^{2}} = 9, 849 m / s^{2}$

Gia tốc trong lần đo 2: $g_{2} = \frac{2 s}{t_{2}^{2}} = \frac{2.0, 4}{0, 286^{2}} = 9, 780 m / s^{2}$

Gia tốc trong lần đo 3: $g_{3} = \frac{2 s}{t_{3}^{2}} = \frac{2.0, 4}{0, 284^{2}} = 9, 919 m / s^{2}$

Gia tốc trung bình: $\bar{g} = \frac{g_{1} + g_{2} + g_{3}}{3} = \frac{9, 849 + 9, 780 + 9, 919}{3} = 9, 849 m / s^{2}$

Sai số tuyệt đối của gia tốc:

$Δ g_{1} = |\bar{g} - g_{1}| = |9, 849 - 9, 849| = 0$ (m/s²)

$Δ g_{2} = |\bar{g} - g_{2}| = |9, 849 - 9, 780| = 0, 069$ (m/s²)

$Δ g_{3} = |\bar{g} - g_{3}| = |9, 849 - 9, 919| = 0, 070$ (m/s²)

Sai số tuyệt đối trung bình: $\bar{Δ g} = \frac{Δ g_{1} + Δ g_{2} + Δ g_{3}}{3} = 0, 046$ (m/s²)

Kết quả: $g = 9, 849 \pm 0, 046$ (m/s²)

+ Ứng với các quãng đường khác thực hiện phép tính tương tự.

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 Cánh diều khác