Thực hành: Đo tốc độ chuyển động

Bố trí như Hình 6.6: viên bi thép giữ bởi nam châm điện N, lăn xuống máng nghiêng rồi qua hai cổng quang điện E và F. Thí nghiệm 1 đo tốc độ trung bình trên đoạn EF, Thí nghiệm 2 đo tốc độ tức thời bằng đường kính viên bi.

v ̄ = \frac{s}{t} v = \frac{d}{t}

Góc nhìnKéo chuột để xoay · cuộn để phóng to

MODE

Đồng hồ: 0.000 s. Đặt MODE ở A↔B: đồng hồ đo thời gian bi đi từ E đến F.

Sơ đồ bố trí (nhìn ngang, đúng tỉ lệ các khoảng cách)

Điểm thả (nam châm điện N) cách chân dốc ℓ = 0,30 m trên mặt dốc nghiêng θ = 10,0°; cổng E cách chân dốc 0,10 m.

Bảng 6.1. Quãng đường: s = 0,400 m; Δs = 0,001 m

	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Giá trị trung bình	Sai số
Thời gian t (s)	?	?	?	?	?

v̄ = s̄/t̄ = ?

Giải bài toán bằng thí nghiệm

Viên bi thép đi từ cổng quang điện E đến cổng F cách nhau s = 0,400 m hết thời gian t = 0,468 s. Tính tốc độ trung bình của viên bi trên đoạn EF.

Bước 1 · Tự giải ra giấy, nhập đáp số của em

Tốc độ trung bình v̄m/s

Bước 2 · Nạp số liệu của đề vào thí nghiệm

Đại lượng	Em tính	Thí nghiệm đo
Tốc độ trung bình v̄	—	chưa đo

Khớp nếu sai lệch không quá 1% (chấp nhận làm tròn).

Bố trí thí nghiệm

Góc nghiêng θ

Điểm thả cách chân dốc ℓ

Cổng E cách chân dốc

Quãng đường EF

Đường kính viên bi

Cổng E đặt cách chân phần dốc khoảng 10 cm. Bi đặc lăn không trượt nên khi xuống đến chân dốc có v² = (10/7)·g·ℓ·sin θ; trên phần nằm ngang bi chuyển động đều với tốc độ đó (bỏ qua ma sát).

Dụng cụ (Hình 6.6)

Đồng hồ đo thời gian hiện số MC964
Cổng quang điện (có vai trò như công tắc điều khiển mở/đóng đồng hồ)
Nam châm điện và công tắc kép để giữ/thả viên bi
Máng có giá đỡ bằng hợp kim nhôm, có thước đo góc và dây dọi
Viên bi thép
Giá đỡ có đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng và trụ thép
Thước cặp để đo đường kính viên bi thép

Công thức

Tốc độ trung bình: $v ̄ = \frac{s ̄}{t ̄}$

Tốc độ tức thời (đo qua cổng): $v = \frac{d ̄}{t ̄}$

$Giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của các lần đo$

Gợi ý thảo luận (theo sách):

Làm thế nào xác định được tốc độ trung bình của viên bi khi đi từ cổng E đến cổng F?
Làm thế nào xác định được tốc độ tức thời của viên bi khi đi qua cổng E hoặc F?
Xác định các yếu tố có thể gây sai số trong thí nghiệm và tìm cách giảm sai số.

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Giá trị trung bình

Sai số

Thời gian t (s)

Đại lượng

Em tính

Thí nghiệm đo

Tốc độ trung bình v̄

—

chưa đo