Лабораторная работа № 1 «Исследование равноускоренного движения без начальной скорости». Цель: установить качественную зависимость скорости тела от времени при его равноускоренном движении из состояния покоя и определить ускорение движения тела. Оборудование: жёлоб лабораторный, каретка, штатив с муфтой, секундомер с датчиками. Ход работы: 1. Собрать установку по рисунку, отметить начальное положение шарика. 2. Пустив шарик, измерить время движения. 3. Измерить модуль перемещения, записать. 4. Не меняя наклона жёлоба, повторить опыт. 5. Результаты измерений занести в таблицу, вычислить среднее значение времени, ускорение и мгновенную скорость.

Формулы:

Среднее время движения: \(t_{ср}=\dfrac{t_1+t_2+t_3}{3}\).

Так как движение начинается из состояния покоя, \(S=\dfrac{at^2}{2}\), поэтому ускорение:

\(a=\dfrac{2S}{t_{ср}^{2}}\).

Мгновенная скорость в конце движения:

\(v=at_{ср}=\dfrac{2S}{t_{ср}}\).

Числовые показания измерений на фотографии отсутствуют, поэтому таблицу можно заполнить только после проведения опыта. Условный пример при \(S=0.80\) м и измеренных временах \(t_1=1.25\) с, \(t_2=1.27\) с, \(t_3=1.26\) с:

Расчёт: \(t_{ср}=\dfrac{1.25+1.27+1.26}{3}=1.26\) с; \(a=\dfrac{2\cdot0.80}{1.26^2}\approx1.01\) м/с²; \(v=1.01\cdot1.26\approx1.27\) м/с.

Вывод: при равноускоренном движении из состояния покоя скорость прямо пропорциональна времени: \(v=at\). Ускорение тела можно определить по формуле \(a=2S/t^2\).