Thí nghiệm: quy luật đường đi của chuyển động nhanh dần đếu với bộ máng và đồng hồ hiện số

- Nghiệm lại quy luật đường đi của chuyển động nhanh dần đều:

     + Khi vận tốc ban đầu v₀ = 0, công thức đường đi là S = at²/2, nghiệm lại quy luật đường đi là S ~ t²

     + Khi vận tốc ban đầu v₀ ≠ 0, nghiệm lại quy luật DS = l₂ - l₁ = l₃ - l₂ = ... = at²

- Đo gia tốc của chuyển động nhanh dần đều.

Dụng cụ thí nghiệm:    - Máng nghiêng và giá đỡ,   - Viên bi,   - Đồng hồ hiện số với hai cổng quang điện,
Lắp ráp và bố trí thí nghiệm: + Nối 2 cửa quang điện được gắn trên máng nghiêng vào đồng hồ hiện số. Bật công tắc nguồn của đồng hồ.+ Đặt viên vi vào kẹp giữ bi ở đỉnh máng nghiêng.+ Đặt đồng hồ ở chế độ đo S2, dùng 2 cửa quang điện để đo thời gian xe chuyển động giữa hai cửa quang điện.

Phương án 1.

- Đánh dấu trên máng nhôm vị trí của viên bi O.

- Lần lượt đánh dấu trên thanh nhôm các vị trí A, B, C, ... của cửa quang điện 2 sao cho OB = 4OA, OC = 9OA, OD = 16OA, thỏa mãn BC - AB = CD - BC. Chuyển động cảu vật là nhanh dần đều nên thời gian vật đi hết các quãng đường AB, BC, CD bằng nhau. Cần chọn các quãng đường này sao cho thuận tiện khi tính toán. (Ví dụ OA=5cm, OB=20cm, OC=45cm, OD=80cm,  …)

- Nối đồng hồ với nguồn điện 220V, bấm cồng tắc mở ở phía sau đồng hồ.

- Đặt cửa quang điện thứ 1 ở vị trí A, cửa quang điện thứ 2 ở vị trí B.

- Lắp bi vào khoá giữ bi K.  Ấn nút Function ở mặt trước đồng hồ đặt ở chế độ Timing II và để cho đồng hồ chỉ số 0. Ấn khoá giữ bi K để thả cho bi chuyển động. Thời gian ghi được trên đồng hồ là thời gian bi chuyển động trên đoạn AB (t₁).

- Dịch cửa quang điện 1 đến B, cửa quang điện 2 đến C và lặp lại như trên ta xác định được thời gian bi chuyển động trong đoạn BC (t₂).

- Dịch cửa quang điện 1 đến C, cửa quang điện 2 đến D và lặp lại như trên ta xác định được thời gian bi chuyển động trong đoạn CD (t₃).

- So sánh t₁, t₂, t₃ và rút ra kết luận về chuyển động của viên bi là nhanh dần đều.

- Tính gia tốc theo công thức:

DS=BC-AB= CD-BC = at² (Theo số liệu trên DS=10cm)

Phương án 2.

- Cửa quang điện 1 được lắp sát phía trên và nối với đồng hồ ở chốt cắm P1, cửa quang điện 2 ở dưới và nối với đồng hồ ở chốt cắm P2.

- Đánh dấu trên máng nhôm vị trí của viên bi O.

- Lần lượt đánh dấu trên thanh nhôm các vị trí A, B, C, ... của cửa quang điện 2. Khoảng cách giữa hai cửa quang điện (OA, OB, OC, …) chính là quãng đường viên bi sẽ chuyển động trong khoảng thời gian tương ứng chỉ trên đồng hồ. Cần chọn các quãng đường này sao cho thuận tiện khi tính toán. (Ví dụ OA=5cm, OB=20cm, OC=80cm, …)

- Nối đồng hồ với nguồn điện 220V, bấm cồng tắc mở ở phía sau đồng hồ.

- Lắp bi vào khoá giữ bi K.  Ấn nút Function ở mặt trước đồng hồ đặt ở chế độ Timing II  và để cho đồng hồ chỉ số 0. Ấn khoá giữ bi K để thả cho bi chuyển động. Đọc thời gian ghi được trên đồng hồ.

- Đặt cửa quang điện 2 vào các vị trí đã đánh dấu trên thanh nhôm. Lắp bi vào khoá giữ bi K, ấn nút Function cho kim đồng hồ về 0, rồi lặp lại thí nghiệm tương tự tr­ước. 

- Tính các khoảng thời gian t­ương ứng. So sánh tỉ số 2s/t². Rút ra kết luận về tính chất của chuyển động.

- Đọc tỉ số 2s/t² ở các lần đo khác. Tính gia tốc của chuyển động.

Phương án một

Phương án hai