مختصري از تئوري آزمايش: هدف از اين آزمايش بررسي قوانين سينماتيك و ديناميك است. علم سينماتيك روابط حاكم بر حركت اجسام را مورد بررسي قرار ميدهد. بدون آنكه به بررسي علل حركت اشيا بپردازد. در حاليكه علم ديناميك علل حركت اجسام را تحليل ميكند.
اگر يك نقطه مادي در امتداد يك خط مستقيم حركت كند، حركت آنرا حركت مستقيمالخط مينامند. براي تعيين محل اين نقطه، يك مبدا روي خط در نظر ميگيريم. و فاصله نقطه از اين مبدا را با x نشان ميدهيم و مكان نقطه ميناميم. با توجه به اينكه جهت هم براي ما اهميت دارد ، مقدار x ميتواند مثبت يا منفي باشد.
اگر در زمان t فاصله نقطه از مبدا x و در زمان t+Δt فاصله نقطه از مبدا x+Δx باشد سرعت متوسط و لحظهاي نقطه بصورت زير تعريف ميشوند:
مختصري از تئوري آزمايش: هدف از اين آزمايش بررسي قوانين سينماتيك و ديناميك است. علم سينماتيك روابط حاكم بر حركت اجسام را مورد بررسي قرار ميدهد. بدون آنكه به بررسي علل حركت اشيا بپردازد. در حاليكه علم ديناميك علل حركت اجسام را تحليل ميكند.
اگر يك نقطه مادي در امتداد يك خط مستقيم حركت كند، حركت آنرا حركت مستقيمالخط مينامند. براي تعيين محل اين نقطه، يك مبدا روي خط در نظر ميگيريم. و فاصله نقطه از اين مبدا را با x نشان ميدهيم و مكان نقطه ميناميم. با توجه به اينكه جهت هم براي ما اهميت دارد ، مقدار x ميتواند مثبت يا منفي باشد.
اگر در زمان t فاصله نقطه از مبدا x و در زمان t+Δt فاصله نقطه از مبدا x+Δx باشد سرعت متوسط و لحظهاي نقطه بصورت زير تعريف ميشوند:
همچنين در صورتيكه سرعت ثابت نباشد، بطور مشابه شتاب متوسط و لحظهاي بصورت زير تعريف ميشوند:
حركت يكبعدي يكنواخت: حركتي را گويند كه شتاب در آن صفر باشد. پس سرعت ثابت است و داريم:
كه x0 فاصله متحرك از مبدا در شروع حركت است.
حركت با شتاب ثابت: حركتي است كه در آن شتاب ثابت است و با توجه به تعاريف بالا داريم:
قانون دوم نيوتن: اگر به يك نقطه مادي به جرم m نيروي F را وارد كنيم، نقطه در جهت نيروي وارده حركت ميكند و داريم:
و اگر چند نيرو بر جسم وارد شود، معادله فوق تبديل ميشود به:
كه جمع برداري نيروهاي وارده بر جسم است.
شرح آزمايش اول: در اين آزمايش حركت يكنواخت را بوسيله مجموعه ارابه و زمان سنج ديجيتال مورد بررسي قرار ميدهيم. ميدانيم كه معادله زير برقرار است:
بنابر اين براي تعدادي Δx مختلف ، Δt را بدست ميآوريم. آنچه كه در انجام اين آزمايش مهم است، اينست كه نقطه شروع زمانسنجي ما بايد مقداري جلوتر از مبدا حركت باشد تا جسم در آن نقطه بسرعت ثابت رسيده باشد.
محاسبات آزمايش اول: نتايج زير از آزمايش بدست آمد:
|
Δx (cm) |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
Δt(s) |
0.25 |
0.37 |
0.49 |
0.60 |
0.69 |
0.79 |
0.89 |
0.98 |
1.08 |
1.16 |
1.25 |
باتوجه به اينكه كه معادله Δx بر حسب Δt خطي است كه از مبدا ميگذرد داريم:
نمودار اين خط مطابق شكل زير است:
شرح آزمايش دوم: در اين آزمايش حركت شتاب ثابت را بررسي و تحليل ميكنيم. منتهي در حالتي كه سرعت اوليه و مكان اوليه صفر باشند پس معادله زير برقرار خواهد بود:
محاسبات آزمايش دوم: نتايج زير از آزمايش بدست آمد:
|
Δx (cm) |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
Δt(s) |
0.66 |
0.76 |
0.85 |
0.94 |
1.00 |
1.09 |
1.16 |
1.24 |
1.30 |
1.35 |
باتوجه به معادله اخير، تغيير متغيرهاي زير را ميدهيم:
پس داريم :
و نمودار Δx بر حسب Δt² بصورت زير است:
شرح آزمايش سوم: در اين آزمايش نيز برروي حركت شتاب ثابت كار ميكنيم. ولي در حالتي كه هم سرعت اوليه داريم وهم مكان اوليه. معادله زير برقرار خواهد بود:
محاسبات آزمايش سوم: نتايج زير از آزمايش بدست آمد:
آمار مطالب
آمار کاربران
کاربران آنلاین
آمار بازدید
