Измерение ускорения свободного падения

Предмет исследования
Разработка способа и опытное измерение ускорения свободного падения с применением современного видеосъёмочного оборудования.
Разработать способ измерения ускорения свободного падения с применением современного видеосъёмочного оборудования;
Провести эксперимент по измерению ускорения свободного падения;
Вычислить ускорение свободного падения;
Определить факторы влияющие на точность измерения.
Способ измерения ускорения свободного падения.
Измеряемые величины: время и расстояние.
Цель
работы
Задача
исследования
Объект исследования

Ускорение свободного падения можно определить следующим способом:
а) Производится видеосъёмка падения объекта на фоне шкалы расстояний;
б) На отдельных кадрах видеосъёмки определяется пройденное объектом расстояние;
в) Производится вычисление ускорения свободного падения.
Анализ теоретической литературы, эксперимент, анализ экспериментальных данных.
Гипотеза исследования
Методы исследования

Аристотель
(384 г до н. э.-322 г до н. э.)
«Камень (как и все другие предметы) состоит из земли, поэтому он стремится вернуться к прородителю свой сущности – к земле».
«Так как природа не терпит пустоты, то воздух помогает движению камня, брошенного под углом к горизонту».
«Более тяжёлые тела всегда падают быстрее менее тяжёлых».
«Равномерное прямолинейное движение тела невозможно без приложенной к нему внешней силы».

Николай Коперник
(1473 – 1543 гг.)
В 1543 году в свет вышла книга Николая Коперника «О вращении небесных сфер», в которой обосновывалась гелио-центрическая система мира.
То, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, что было доказано с применением строгих математических расчетов.

Галилео Галилей
(1564 – 1642 гг.)
Скорость падения тела не зависит от его массы.
Свободно падающее тело проходит путь пропорциональный квадрату (второй степени числа) времени.
Траектория падения тела, брошенного под углом к горизонту – парабола.
Учение об инерциальных системах отсчета.

Исаак Ньютон
(1643-1727 гг.)
Три закона классической механики.
Закон всемирного тяготения.
Дифференциальное и интегральное счисление.
Учение об инерциальных системах отсчета.

Движение
Равномерное прямолинейное.
Ускорение равно 0
Ускоренное.
Ускорение не равно 0
Движение с постоянным ускорением (равноускоренное)
Движение с переменным ускорением
Виды движений в кинематике

Равномерное прямолинейное движение
(1.1)

Равноускоренное движение
(1.2)

Равноускоренное движение
Скорость изменяется по линейному закону:
(1.3)

Равноускоренное движение
Уравнение прямолинейного равноускоренного движения:
(1.7)

Равноускоренное движение

Измерение ускорения свободного падения


Измерение ускорения свободного падения

Измерение ускорения свободного падения

Измерение ускорения свободного падения
График движения тела в эксперименте по измерению ускорения свободного падения.

Измерение ускорения свободного падения
Определяем ускорение свободного падения:
(2.2)

Измерение ускорения свободного падения
Отклонение от среднего:
Погрешность измерения:
(2.4)
(2.5)

Измерение ускорения свободного падения
g = 10,85 ± 0,18 м/с2

Заключение
Определено значение ускорения свободного падения, равное 10,85 ± 0,18 м/с2.
Отклонение найденного значения от измеренного другими методами g=9,81 м/с2 составила около 10,6%.
Для повышения точности определения ускорения свободного падения необходимо следующее:
повысить точность измерения расстояний;
провести значительно большее число опытов и определить среднее значение по результатам этой серии.