Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 19)

LAB 1.1 Gia tốc không đổi: Mối liên hệ giữa độ dời và thời gian

Giới thiệu và Lí thuyết

Galileo Galilei đã thực hiện những thí nghiệm về cơ học căn bản hồi thế kỉ 17 với một dốc nghiêng xẻ rãnh và một quả cầu. Trong thí nghiệm này, chúng ta sẽ lặp lại một trong các thí nghiệm của Galileo với thiết bị hiện đại hơn.

Mục đích

Xác định mối liên hệ giữa độ dời và thời gian đối với một vật chịu sự gia tốc không đổi.

Giả thuyết

Dựa trên cái bạn đã biết, hãy dự đoán mối liên hệ giữa độ dời và thời gian đối với một vật đang chịu sự gia tốc không đổi.

Thiết bị

Đồng hồ bấm giây

Thước đo mét

Băng dính

Giấy vẽ đồ thị

Gạch

Xe đồ chơi

Mặt phẳng nghiêng, miếng ván hoặc cái bàn, dài chừng 2 m, có thể lật nghiêng

Thao tác

Đặt miếng ván nghiêng một góc chừng 5^o.
Đặt chiếc xe đồ chơi lên trên ván sao cho cả bốn bánh xe đều nằm trên ván. Đánh dấu điểm số không phía trước xe bằng băng dính sao cho nó không bị ảnh hưởng bởi chuyển động của chiếc xe lăn xuống dốc.
Bắt đầu tại điểm số không, đo xuống dốc nghiêng và đánh dấu những vị trí có khoảng cách 10 cm, 40 cm, 90 cm và 160 cm.

Số liệu

Đồng thời buông chiếc xe tại điểm số không và bấm đồng hồ chạy. Bấm đồng hồ dừng lại khi phía trước xe cán tới vạch 10 cm.

Ghi lại số liệu quãng đường-thời gian trong bảng số liệu và lặp lại phép đo này thêm ba lần. Ghi lại những giá trị đo của bạn.

Lặp lại bước 1 đối với những vị trí 40 cm, 90 cm và 160 cm.
Tính giá trị thời gian trung bình cho mỗi lần thử độ dời của bạn và ghi nó vào bảng số liệu.

Sai số

Gán một sai số thiết bị cho cái thước đo mét bạn đang sử dụng. Ước tính sai số trong những phép đo thời gian của bạn dựa trên thời gian phản ứng của bạn và cái đồng hồ mà bạn đang sử dụng. Đưa những sai số này vào bảng số liệu của bạn.

Phân tích

Vẽ đồ thị độ dời theo thời gian trung bình. Vẽ một đường thẳng hay đường cong khớp với nó nhất.
Xử lí số liệu độ dời – thời gian của bạn sao cho cuối cùng bạn thu được một đồ thị đường thẳng.
Tính độ dốc của đồ thị đường thẳng này.

Thảo luận

Mô tả đồ thị độ dời – thời gian ban đầu của bạn.
Mối liên hệ giữa số liệu độ dời và thời gian của bạn là gì?
Mối liên hệ giữa độ dời và thời gian phải như thế nào mới mang lại cho bạn một đồ thị đường thẳng?
Độ dốc của đồ thị đường thẳng của bạn là gì? (Đừng quên các đơn vị nhé!)
Ý nghĩa của độ dốc của đồ thị độ dời – thời gian của bạn là gì?
Viết phương trình mô tả đồ thị đường thẳng của bạn.

Kết luận

Phát biểu mối liên hệ mà bạn tìm thấy giữa độ dời và thời gian đối với một vật có gia tốc không đổi.

Vật lí - Các khái niệm và quan hệ