Лабораторная работа № 3. Изучение зависимости пути от времени при прямолинейном равномерном движении. Измерение скорости тела при равномерном движении. Цель работы: научиться измерять скорость тела при равномерном движении. Приборы и материалы: металлический шарик, желоб, секундомер, линейка, цветной скотч. Правила техники безопасности: на столе не должно быть посторонних предметов; с металлическим шариком обращайтесь аккуратно. Тренировочные задачи и вопросы: 1–6. Порядок выполнения работы: 1. Установите желоб горизонтально. Учитывая, что движение не будет идеальным из-за трения между шариком и поверхностью желоба, подложите под один его конец какой-либо предмет высотой 1–2 см. 2. С небольшим усилием толкните металлический шарик с более высокого конца желоба. Если шарик движется неравномерно, повторите опыт несколько раз и добейтесь его равномерного движения. Для этой цели слегка приподнимайте или опускайте более высокий конец желоба. 3. Убедитесь в том, что движение шарика равномерное, воспользовавшись цветным скотчем. С его помощью отметьте путь, пройденный шариком за каждую секунду. Измерьте с помощью линейки расстояния между флажками. Если они одинаковы, то движение шарика можно считать равномерным. 4. Определите скорость равномерного движения шарика. Для этого измерьте любой участок пути, пройденный шариком за 1 с, 2 с или 3 с. Рассчитайте скорость равномерного движения шарика. 5. Постройте график зависимости пути от времени. 6. Измерьте угол с помощью транспортира — угол между осью времени и графиком. С помощью калькулятора найдите тангенс данного угла. 7. Сравните полученные результаты и сделайте вывод.

Ход выполнения:

1. Закрепите желоб с небольшим наклоном, уберите со стола посторонние предметы и запускайте шарик аккуратно.
2. Добейтесь, чтобы шарик двигался равномерно. Отмечайте его положения через каждую секунду и измерьте расстояния между отметками.
3. Для условного примера примем, что шарик за каждую секунду проходит 0,20 м. Эти примерные данные нужно заменить результатами собственного опыта.
4. За 3 с шарик проходит 0,60 м, поэтому скорость v = s/t = 0,60/3 = 0,20 м/с.
5. Для графика условного примера используем точки (t; s): (0; 0), (1; 0,20), (2; 0,40), (3; 0,60).
6. Угол наклона зависит от выбранных масштабов осей, поэтому его численное значение нельзя определить без масштаба графика и реальных измерений. При масштабах 1 с по горизонтали и 0,20 м по вертикали отрезок графика соответствует углу 45°, и его тангенс равен 1.
7. Сравните измеренную скорость с отношением пути к времени и тангенсом угла с учётом масштабов осей. При равномерном движении путь за равные промежутки времени одинаков, а график пути от времени — прямая.