Füüsika praktikum nr 5 - KULGLIIKUMINE (0)

Tallinna Tehnikaülikool
Füüsikainstituut
Üliõpilane:
Teostatud:
Õpperühm: 
Kaitstud:
Töö nr. 5
OT:
KULGLIIKUMINE
Töö eesmärk:
Töövahendid:
Ühtlaselt kiireneva sirgliikumise 
Atwoodi  masin, lisakoormised
teepikkuse ja kiiruse valemi ning Newtoni 
teise seaduse kontrollimine.
Skeem
Töö käik
1. s = at2  kontroll
2
1.1 Lülitage ajamõõtmise süsteem vajalikule režiimile
1.2 Viige  koormis  C´ kuni elektromagnetini E. Asetage  platvorm  G kaugusele s koormise C 
alumisest äärest.
1.3 Asetage koormisele C teatud arv lisakoormise massiga m1.
1.4 Lülitage vool elektromagneti ahelasse ja jälgige, et magnet hoiaks koormist C´ 
algasendis. Nullige ajamõõtja.
1.5  Laske  süsteem liikuma. Registreerige aeg t, mis kulub koormisel C liikumiseks kuni 
põrkeni platvormiga G.
1.6 Korrake mõõtmisi vähemalt kolme teepikkusega s, mõõtes iga teepikkuse läbimiseks 
kulunud aega viis korda.
1.7 Arvutage süsteemi kiirendus ja viga.
2. Valemi v = at kontroll
2.1 Lülitage aja mõõtmise süsteem vajalikule režiimile
2.2  Seadke  süsteem algasendisse. Asetage kaugusele s koormise C ülemisest äärest 
rõngasplatvorm F, sellest kaugusele s´´ aga platvorm G.
2.3 Paigutage koormisele C lisakoormisi.
2.4 Lülitage vool elektromagneti ahelasse ja fikseerige koormis C´. Nullige ajamõõtja.
2.5 Voolu välja lülitamisega vabastage süsteem ning mõõtke koormiste kiireneva liikumise 
aeg t ja ühtlase liikumise aeg t´.
2.6 Muutke teepikkusi s ja s´´ ning korrake mõõtmisi.
3. Newtoni teise seaduse kontroll
3.1 Lülitage aja mõõtmise süsteem vajalikule  reziimile .
3.2 Asetage lisakoormised nii, et m1>m´1.
3.3 Teostage mõõtmised nagu 1.1
3.4 Viige osa lisakoormist C´-lt üle koormisele C, jättes süsteemi massi muutumatuks.
3.5 Teostage uues mõõtmised teepikkuse s samadel väärtustel. Tulemused kandke tabelisse.
3.6 Arvutage kiirenduste ja jõudude suhted ning vead.
Tabelid
Ühtlaselt kiireneval sirgliikumisel läbitud teepikkuse valemi kontroll
m1=……….±…………g
Katse
nr.
s ± ∆s, cm
t, s
t - t, s
(t - t)2, s2
1.
2.
3.
4.
t1=………...±…………, t2=………...±…………, t3=………...±…………
Kiiruse valemi kontroll
m1=……….±…………g,  h=……….±…………cm
Katse
nr.
s ± ∆s, cm
t, s
(t - t)2, s2
s'' ± ∆s'', cm
t', s
(t' - t')2, s2
1.
2.
3.
4.
t1 
=………...±…………, t2=………...±…………, t3=………...±…………
t´1=………...±…………, t´2=………...±…………, t´3=………...±…………
Newtoni teise seaduse kontroll
s =………...±…………cm
Katse
Lisakoor-
t
nr.
mised, g
1, s
(t1 - t1)2, s2
(t1' - t1')2, s2
1.
t2, s
(t2 - t2)2, s2
(t2' - t2')2, s2
2.
t3, s
(t3 - t3)2, s2
(t3' - t3')2, s2
3.
t4, s
(t4 - t4)2, s2
(t4' - t4')2, s2
4.
t1 =………...±…………, t2=………...±…………
Arvutused
Ühtlaselt kiireneval sirgliikumisel läbitud teepikkuse valemi kontroll
2s
0,6 2∗0,6
Kiirenduse valem a=
, pikkuse s silmaga määramise viga Δs=t
=0,4 cm
t2
∞ , β
3
3
2
−4s
Kiirenduse viga  Δa=√(∂a×Δs)2+(∂a×Δt)2, kus   (∂a)=  ja   (∂a)=
∂ s
∂t
∂ s
t2
∂ t
t3
Katse 1.
5
2
cm
a
∗8,0
=60,326
(t−t )2
i
0,5152
s2
Δt
√∑
=2,8× i=1
=0,01931
j
5(5−1 )
cm
Δa=
×0,4
×0,01931
a=60,3 ± 5,4
√( 2 )2+(−4∗8,0
)2=5,4372
0,5152
0,5153
s2
Katse 2.
5
2
cm
(t−t )2
a
∗10,0
i
=63,503
√∑i=1
0,56122
s2
Δt =2,8×
=0,01227
j
5(5−1 )
cm
Δa=√( 2 ×0,4)2+(−4∗10,0×0,01227)2=3,7634 a=63,5±3,8
0,56122
0,56123
s2
Katse 3.
5
2
cm
( t−t )2
a
∗12,0
i
=63,084
√∑i=1
0,61682
s2
Δt =2,8×
=0,01227
j
5(5−1 )
Δa=
×0,4
×0,01227
cm
)2+(−4∗12,0
)2=3,2743 a=63,1±3,3
√( 2
0,61682
0,61683
s2
Katse 4.
5
2
cm
(t−t )2
a
∗14,0
i
=65,544
√∑i=1
0,65362
s2
Δt =2,8×
=0,01125
j
5(5−1 )
Δa =√( 2 ×0,4)2+(−4∗14,0×0,01125)2=2,9322
cm
0,65362
0,65363
a=65,5 ± 2,9 s2
Newtoni teise seaduse kontroll
2
'
t2
'
t
m
10,14−2,25
2
m
2
0,4852
1−m1
= 1−m1
=0,67804
=0,63680
2
'
t2
m
'
t
0,5892
m
12,39−0
1
2−m2
1
2−m2
2
   
   
Δt
2
2
=( 5∗0,002∗ )=0,00667
Δt =√t +t =√02+0,006672=0,00667
s
Δt
3
1j=2 . 8 √ 0 =0
5
1
1j
s
(5−1)
Δt 2j=2.8√ 0 =0
5(5−1)
 
Δt =√t2 +t2=√02+0,006672=0,00667
2
2j
s
a
2
1
t
= 2
a
2
2
t1
2
Δt
Δt
Δ(t2)
2
=√(2t2 )2+(2t2 1
)2+(2∗0,485∗0,00667)2=0,03675
t2
t2
t3
)2=√(2∗0,485∗0,00667
0,5892
0,5893
1
1
1
−m'
−m ' )
−m ' )(m −m ')
Δ( m1 1
1
)2+((m1 1 2 2
)2+(7,89∗0,0141)2
m
)=√((m1
=
2−m '
m2−m2 '
(m −m ' )2
)2=√(0,0141
12,39
12,392
2
2
2
= 0,007336
Järeldused
Ü
   htlaselt    kiireneval   sirgliikumisel   läbitud   teepikkuse   valemi  s =at 2 / 2   kontrollimisel   saadud
tulemused:
a1 = 60,3 ± 5,4 cm/s2, usutavusega 0,95    a2 = 63,5 ± 3,8 cm/s2, usutavusega 0,95
a3 = 63,1 ± 3,3 cm/s2, usutavusega 0,95    a4 = 65,5 ± 2,9 cm/s2, usutavusega 0,95
Kõikide kiirenduste puhul kehtib ka seos s=at2/2. Nagu näha, saab tekkivat viga vähendada kauguse
s suurendamisega.
Newtoni teise seaduse kontrollimisel saadud tulemused:
t1 = 0,5890 ± 0,0067 s, usutavusega 0,95     t2 = 0,4850 ± 0,0067 s, usutavusega 0,95
t2
m
'
2 =0,678± 0,037
1−m1
, usutavusega 0,95    
=0,6368 ± 0,0073 , usutavusega 0,95
t2
m
'
1
2−m2
t2
'
2
m1−m1
Saadud tulemuste põhjal võib väita, et kehtib seos  
t2
'
ja seega kehtib Newtoni teine
1
m2−m2
seadus.