|
درباره وبلاگ به وبلاگ من خوش آمدید آرشيو وبلاگ پيوندها
نويسندگان
|
ice flower
برچسب:, :: : :: نويسنده : vرسول صالحی
آزمايشگاه فيزيک 1
به نام خدا
آزمايشگاه فيزيك1
آزمايش سوم
نام آزمايش: استفاده از ميز نيرو
هدف آزمايش: هدف در اين آزمايش بدست آوردن بردار تعادل با استفاده از ميز نيرو است.
وسايل آزمايش: ميز نيرو ، وزنه ، ماشين حساب
شرح آزمايش:
بدست آوردن بردار تعادل يكي از مباحث پركاربرد علم فيزيك و ساير علوم نيز مي باشد.در اين آزمايش به چگونگي بدست آوردن بردار تعادل مي پردازيم و اين آزمايش را به كمك ميز نيرو انجام مي دهيم . اين ميز داراي يك صفحه دايره ايي درجه بنده شده و سه نخ كه بر روي قرقره قراردارند. اين سه نخ به حلقه ي دايره اي شكل كوچكي در مركز ميز گير شده اند . براي شروع كار بايد بر روي دو نخ وزنه يا نيروهاي دلخواه را قرار مي دهيم و زاويه ي مورد نظر را تعيين مي كنيم سپس شروع به جا به جا كردن وزنه سوم مي كنيم تا مركز صفحه ميز درست در وسط حلقه ايي كه سه نخ به آن محارشده اند قرار گيرد به اين ترتيب توانسته ايم بردار تعادل را بدست آوريم حالا درجه و وزنه اعمال شده را در جدول زير مي نويسيم تا بردار سوم عملي را با بردار سوم تئوري مقايسه كنيم و درصد خطا را بدست آوريم.
درصد خطا بردار سوم تئوري بردار سوم عملي بردار دوم بردار اول
جهت مقدار جهت مقدار جهت مقدار جهت مقدار جهت مقدار
196 170g 45 70g 0 120g
30 120g 220 75g 50 175g
281 132g 200 50g 80 150g
آزمايش چهارم
نام آزمايش: حرکت پرتابي
هدف آزمايش: هدف در اين آزمايش بدست آوردن برد پرتابه با ارتفاع هاي مختلف.
وسايل آزمايش: ميز آزمايش ، گلوله، شاقول ، زمان سنج ديجيتالي ، کاربن ، ميله خميده
تئوري آزمايش :
حرکت پرتابي
حرکت پرتابي يکي از انواع حرکت با شتاب ثابت است که در يک مسير خميده انجام ميشود. در اين حرکت جسم پرتاب شده پس از طي مسيري روي منحني فرضي در فاصله‌اي دورتر از محل پرتاب به زمين مي‌رسد.
ديد کلي
در حالت کلي هر حرکتي با شتاب و نوع مسير حرکت مشخص ميشود. به عنوان مثال ، در يک حرکت يکنواخت در امتداد خط راست که اصطلاحا حرکت مستقيم‌الخط يکنواخت گفته ميشود، شتاب صفر بوده و مسير حرکت يک خط راست ميباشد. در تشريح انواع حرکتهاي شتابدار ، به دليل سادگي ، حرکت با شتاب ثابت بيشتر مورد توجه است. حرکت پرتابي يکي از انواع حرکت با شتاب ثابت است که در يک مسير خميده انجام ميشود. حرکت ايده‌آل توپ چوگان يا توپ گلف نمونه‌اي از حرکت پرتابي است.
حرکت پرتابي در غياب مقاومت هوا
اگر از مقاومت هوا صرف‌نظر کنيم، تنها نيرويي که بر جسم وارد ميشود، نيروي گرانش است. اين نيرو به خاطر ميدان گرانش زمين ، شتاب ثابت و رو به پايين g (شتاب گرانشي) را بر جسم وارد ميکند. بنابراين شتاب تنها يک مولفه قائم خواهد داشت و مولفه افق شتاب صفر خواهد بود. البته لازم به ذکر است که جهت سادگي شتاب گرانشي را ثابت اختيار مي‌کنيم. چون نيروي گرانشي يک نيروي پايستار خواهد بود، بنابراين ميتوانيم يک نيروي پايستار تعريف کرده و هر جا که لازم شد، از قانون بقاي انرژي استفاده کنيم.
اگر در فضاي سه بعدي جهت g را در امتداد محور z ها اختيار کنيم، چون در امتداد محورهاي x و y شتابي وجود ندارد، لذا حرکت در اين دو امتداد يکنواخت خواهد بود و تنها در جهت محور z حرکت شتابدار خواهيم داشت. به اين ترتيب ميتوانيم معادلات حرکت را تشکيل داده و در مورد مسير حرکت و ساير پارامترهاي ديگر که در امر حرکت دخالت دارند، پيشگويي کنيم. اگر معادلات حرکت را با استفاده از روشهاي حل معادلات ديفرانسيل حل کنيم، معادله مسير مشخص ميشود. بنابراين ملاحظه مي‌کنيم که مسير حرکت يک سهمي خواهد بود.
حرکت پرتابي در حضور مقاوت هوا
در اين حالت که تقريبا حالت واقعي‌تر حرکت يک پرتابه است، فرض مي‌کنيم که مقاومت هوا به‌صورت يک نيروي تلف کننده بر پرتابه عمل کند. در اين صورت حرکت پايا نبوده و در اثر آن اصطکاکي ناشي از مقاومت هوا ، انرژي کل بطور مداوم در حال کاهش ميباشد. اگر براي سادگي فرض کنيم که نيروي مقاومت هوا به‌صورت خطي با سرعت تغيير کند، در اين صورت دو نيرو بر پرتابه اثر ميکند که يکي نيروي مقاومت هوا و ديگري نيروي گرانشي زمين است. بنابراين اگر معادلات حرکت را بنويسيم، در اينصورت در راستاي سه محور مختصات شتاب خواهيم داشت.
حال اگر با استفاده روشهاي حل معادلات ديفرانسيل ، معادلات حرکتي را حل کنيم، در اين صورت به جوابهايي خواهيم رسيد که توابعي نمايي از زمان هستند. در اين حالت مسير حرکت به‌صورت يک سهمي نيست، بلکه اين مسير به صورت منحني است که زير مسير سهمي متناظر (حالت بدون مقاومت هوا) قرار دارد. البته لازم به ذکر است که در حرکت واقعي يک پرتابه در جو زمين ، قانون مقاومت هوا به صورت خطي نيست، بلکه به صورت تابع پيچيده‌اي از تندي است. با استفاده از روشهاي انتگرال گيري عددي به کمک کامپيوترهاي با سرعت بالا ، ميتوان محاسبات دقيق مسير حرکت را انجام داد.
برد حرکت پرتابي
اصطلاحا واژه برد به مسافت افقيي اطلاق ميشود که پرتابه طي ميکند تا به زمين برسد. بعد از حل معادلات حرکت و مشخص نمودن مولفه‌هاي حرکت در راستاهاي مختلف ، در مولفه z حرکت z =0 قرار داده و مقدار t را محاسبه مي‌کنيم. حال اين مقدار t را در مولفه‌هاي x و y جايگذاري مي‌کنيم. طبيعي است که جذر مربع مجموع مولفه‌هاي x و y حرکت ، برابر برد پرتابه خواهد بود.
کاربرد حرکت پرتابي
کاربرد حرکت پرتابي معمولا در موارد نظامي بيشتر از موارد ديگر است. به عنوان مثال ، ديدبان با استفاده از قوانين حرکت پرتابه مختصات محلي را که مي‌خواهند بوسيله توپخانه هدف قرار دهند، تهيه ميکند و آن را در اختيار افرادي که در کنار توپ قرار دارند، مي‌دهد. سپس افراد ديگري اين مختصات با تنظيم لوله توپ پياده مي‌کنند، حال اگر توپ شليک شود، به هدف مورد نظر اصابت خواهد نمود. بنابراين حرکت پرتابي در امور نظامي و جنگي کاربرد فوق‌العاده مهمي دارد.
حرکت مستقيم الخط يکنواخت
حرکت روي خط راست يکي از ساده‌ترين انواع حرکت است. اگر جسم روي يک خط راست حرکت کند بطور معمول مبدأ مختصات را بر خطي که جسم روي آن حرکت ميکند در نظر مي‌گيريم، در اين صورت بردار مکان و جابجايي بر آن خط منطبق مي‌شوند. سرعت متوسط در اين حرکت در هر فاصله زماني دلخواه يکسان و برابر سرعت متحرک است. معادله مکان اين متحرک نسبت به زمان تابع درجه اولي از زمان است: که مکان اوليه يعني فاصله متحرک از مبدأ محور مکان در لحظه شروع حرکت يعني است.
سرعت در صورتي که در جهت مثبت محور باشد ، مثبت است و در غير اينصورت منفي است. نمودار مکان - زمان در اين حرکت يک خط راست است که شيب خط برابر و عرض از مبدا آن است. نمودار سرعت - زمان در اين حرکت خطي است موازي محور زمان و در صورتي که مثبت باشد، بالاي محور و در صورتي که سرعت منفي باشد پايين محور زمان است.
حرکت شتابدار
حرکت شتابدار حرکتي است که در آن سرعت متحرک تغيير ميکند. هنگامي که اتومبيل از حال سکون به راه مي‌افتد با مشاهده سرعت سنج اتومبيل ملاحظه ميشود که سرعت به تدريج افزايش مي‌يابد و در هنگام ترمز کردن سرعت آن به تدريج کاهش مي‌يابد. در اين موارد که سرعت متحرک تغيير ميکند حرکت شتابدار يا غير يکنواخت است. شتاب متوسط برابر تغيير سرعت در واحد زمان است. و شتاب لحظه‌اي شتابي است که متحرک در هر لحظه داراست.
حرکت مستقيم الخط با شتاب ثابت
حرکتي است بر روي خط راست و با شتاب ثابت صورت مي‌گيرد و جزء حرکتهاي انتقالي است. به عبارت ديگر تغييرات سرعت در واحد زمان مقداريست ثابت ، يعني در هر لحظه مقدار ثابتي به سرعت افزوده يا از آن کاسته ميشود که اين مقدار ثابت شتاب حرکت است.
معادله سرعت - زمان
در هر حرکت شتابدار ، شتاب متوسط از رابطه بدست مي‌آيد که وقتي شتاب ثابت است شتاب لحظه‌اي با شتاب متوسط برابر است. در لحظه :
که سرعت اوليه ، سرعت در لحظه و a شتاب حرکت است.
معادله مکان - زمان
معادله حرکت بصورت است. لذا نمودار مکان - زمان در اين نوع حرکت به شکل سهمي است که شيب خط مماس بر نمودار در هر لحظه برابر سرعت در آن لحظه است
حرکت پرتابي
فرض کنيد سنگي را پرتاب مي‌کنيم، ولي سرعت اوليه در راستاي قائم نيست. در اين حالت مسير حرکت سنگ در راستاي قائم نخواهد بود، بلکه حرکت در يک صفحه انجام ميشود. اين حرکت را حرکت پرتابي و جسمي را که پرتاب شده پرتابه مي‌نامند. آزمايش نشان مي‌دهد که اگر مقاومت هوا در برابر حرکت سنگ ناچيز باشد شتاب سنگ پرتابي مانند پرتاب در راستاي قائم است. يعني شتاب در حرکت پرتابي به طرف پايين و در راستاي قائم و مقدار آن ثابت و برابر است. بجاي بررسي حرکت پرتابي ، تصوير حرکت آنرا روي دو محور مختصات و بررسي مي‌کنيم. پس از مشخص شدن کليه کميتهاي حرکت روي اين دو محور ميتوان با ترکيب کميت‌ها مقدار آنها را در حرکت جسم روي مسير خميده بدست آورد.
برد پرتابه
فاصله محل برخورد پرتابه با سطح افقي که از نقطه پرتاب مي‌گذرد، تا نقطه پرتاب را برد پرتابه مي‌نامند. برد پرتابه به سرعت اوليه و زاويه پرتاب سطح افق وابسته است:
سرعت پرتابه
سرعت پرتابه در هر نقطه از ترکيب سرعت در دو راستاي و بدست مي‌آيد:
نقطه اوج
بالاترين مکاني را که پرتابه پس از پرتاب به آنجا مي‌رسد نقطه اوج پرتابه مي‌نامند. اوج پرتابه به سرعت اوليه و زاويه پرتاب وابسته است:
سقوط آزاد اجسام
يکي از موارد حرکت بر خط راست با شتاب ثابت حرکت اجسام در راستاي قائم و در نزديکي سطح زمين است که آنرا سقوط آزاد مي‌نامند. آزمايش نشان مي‌دهد که اگر بتوان از اثر هوا بر حرکت اجسام چشم پوشيد شتاب همه اجسام ثابت و در راستاي قائم و به طرف پايين است. اندازه اين شتاب و مقدار آن 9.8 m/s² است. معادله‌هاي حرکت و سرعت در سقوط آزاد همان معادله‌هاي حرکت با شتاب ثابت است. در سقوط آزاد جابجايي در راستاي قائم است، مکان متحرک بطور معمول با نشان داده ميشود و مبدأ نقطه‌اي است که سقوط از آنجا شروع ميشود. اگر جهت مثبت رو به پايين اختيار شود معادله حرکت سقوط آزاد به صورت زير است:
تمامي اجسامي که از يک نقطه رها مي‌شوند در شرايط خلاء با هم به زمين مي‌رسند. به عبارت ديگر در شرايط خلاء زمان سقوط بستگي به جرم ، جنس و شکل جسم ندارد.
شرح آزمايش:
ابتدا گلوله را از روي ميله خميده مطابق شکل رها مي کنيم و در مکاني که گلوله به زمين برخورد مي کند يک کاغذ چسب مي کنيم و نيز يک کاربن هم روي کاغذ چسب مي کنيم بعد از اين کار باد با استفاده از شاقول فاصله ميز تا زمين را اندازه مي گيريم وآن را با y نشان مي دهيم ، سپس فاصله ميز تا نقطه ايي که گلوله از روي ميله خميده رها مي شود با h نشان مي دهيم و فاصله خط عمود در پايه ي ميز که با شاقول اندازه گيري کرديم تا نقطه سقوط گلوله را با x نشان مي دهيم .
حالا بايد آزمايش براي سه مورد که در جدول زير نشان داده شده اندازه بگيريم و برد عملي(x) را که در آزمايش بدست آورده ايم در فرمول برد پرتابه قرار دهيم و برد عملي را بدست آوريم حال مي توانيم درصد خطا را مشخص کنيم. زمان (t) نيز در آزمايش ثابت مي ماند.
در صد خطا xعملي x تئوري y h
15.1 68 80.1 90 25
12.13 63 71.7 90 20
11.43 55 62.1 90 15
*100 = درصد خطا
نتيجه: در اين آزمايش زمان ثابت مي ماند.
آزمايش پنجم
نام آزمايش: سقوط آزاد
هدف آزمايش: هدف در اين آزمايش بدست آوردن مقدار گرانش زمين (g) با استفاده از سقوط آزاد .
وسايل آزمايش: ميز آزمايش ، گلوله، حس گر ديجيتالي.
تئوري آزمايش :
سقوط آزاد اجسام
يکي از موارد حرکت بر خط راست با شتاب ثابت حرکت اجسام در راستاي قائم و در نزديکي سطح زمين است که آنرا سقوط آزاد مي‌نامند. آزمايش نشان مي‌دهد که اگر بتوان از اثر هوا بر حرکت اجسام چشم پوشيد شتاب همه اجسام ثابت و در راستاي قائم و به طرف پايين است. اندازه اين شتاب و مقدار آن 9.8 m/s² است. معادله‌هاي حرکت و سرعت در سقوط آزاد همان معادله‌هاي حرکت با شتاب ثابت است. در سقوط آزاد جابجايي در راستاي قائم است، مکان متحرک بطور معمول با نشان داده ميشود و مبدأ نقطه‌اي است که سقوط از آنجا شروع ميشود. اگر جهت مثبت رو به پايين اختيار شود معادله حرکت سقوط آزاد به صورت زير است:
تمامي اجسامي که از يک نقطه رها مي‌شوند در شرايط خلاء با هم به زمين مي‌رسند. به عبارت ديگر در شرايط خلاء زمان سقوط بستگي به جرم ، جنس و شکل جسم ندارد.
حرکت پرتابي
حرکت پرتابي يکي از انواع حرکت با شتاب ثابت است که در يک مسير خميده انجام ميشود. در اين حرکت جسم پرتاب شده پس از طي مسيري روي منحني فرضي در فاصله‌اي دورتر از محل پرتاب به زمين مي‌رسد.
ديد کلي
در حالت کلي هر حرکتي با شتاب و نوع مسير حرکت مشخص ميشود. به عنوان مثال ، در يک حرکت يکنواخت در امتداد خط راست که اصطلاحا حرکت مستقيم‌الخط يکنواخت گفته ميشود، شتاب صفر بوده و مسير حرکت يک خط راست ميباشد. در تشريح انواع حرکتهاي شتابدار ، به دليل سادگي ، حرکت با شتاب ثابت بيشتر مورد توجه است. حرکت پرتابي يکي از انواع حرکت با شتاب ثابت است که در يک مسير خميده انجام ميشود. حرکت ايده‌آل توپ چوگان يا توپ گلف نمونه‌اي از حرکت پرتابي است.
حرکت پرتابي در غياب مقاومت هوا
اگر از مقاومت هوا صرف‌نظر کنيم، تنها نيرويي که بر جسم وارد ميشود، نيروي گرانش است. اين نيرو به خاطر ميدان گرانش زمين ، شتاب ثابت و رو به پايين g (شتاب گرانشي) را بر جسم وارد ميکند. بنابراين شتاب تنها يک مولفه قائم خواهد داشت و مولفه افق شتاب صفر خواهد بود. البته لازم به ذکر است که جهت سادگي شتاب گرانشي را ثابت اختيار مي‌کنيم. چون نيروي گرانشي يک نيروي پايستار خواهد بود، بنابراين ميتوانيم يک نيروي پايستار تعريف کرده و هر جا که لازم شد، از قانون بقاي انرژي استفاده کنيم.
اگر در فضاي سه بعدي جهت g را در امتداد محور z ها اختيار کنيم، چون در امتداد محورهاي x و y شتابي وجود ندارد، لذا حرکت در اين دو امتداد يکنواخت خواهد بود و تنها در جهت محور z حرکت شتابدار خواهيم داشت. به اين ترتيب ميتوانيم معادلات حرکت را تشکيل داده و در مورد مسير حرکت و ساير پارامترهاي ديگر که در امر حرکت دخالت دارند، پيشگويي کنيم. اگر معادلات حرکت را با استفاده از روشهاي حل معادلات ديفرانسيل حل کنيم، معادله مسير مشخص ميشود. بنابراين ملاحظه مي‌کنيم که مسير حرکت يک سهمي خواهد بود.
حرکت پرتابي در حضور مقاوت هوا
در اين حالت که تقريبا حالت واقعي‌تر حرکت يک پرتابه است، فرض مي‌کنيم که مقاومت هوا به‌صورت يک نيروي تلف کننده بر پرتابه عمل کند. در اين صورت حرکت پايا نبوده و در اثر آن اصطکاکي ناشي از مقاومت هوا ، انرژي کل بطور مداوم در حال کاهش ميباشد. اگر براي سادگي فرض کنيم که نيروي مقاومت هوا به‌صورت خطي با سرعت تغيير کند، در اين صورت دو نيرو بر پرتابه اثر ميکند که يکي نيروي مقاومت هوا و ديگري نيروي گرانشي زمين است. بنابراين اگر معادلات حرکت را بنويسيم، در اينصورت در راستاي سه محور مختصات شتاب خواهيم داشت.
حال اگر با استفاده روشهاي حل معادلات ديفرانسيل ، معادلات حرکتي را حل کنيم، در اين صورت به جوابهايي خواهيم رسيد که توابعي نمايي از زمان هستند. در اين حالت مسير حرکت به‌صورت يک سهمي نيست، بلکه اين مسير به صورت منحني است که زير مسير سهمي متناظر (حالت بدون مقاومت هوا) قرار دارد. البته لازم به ذکر است که در حرکت واقعي يک پرتابه در جو زمين ، قانون مقاومت هوا به صورت خطي نيست، بلکه به صورت تابع پيچيده‌اي از تندي است. با استفاده از روشهاي انتگرال گيري عددي به کمک کامپيوترهاي با سرعت بالا ، ميتوان محاسبات دقيق مسير حرکت را انجام داد.
سقوط آزاد اجسام
يکي از موارد حرکت بر خط راست با شتاب ثابت حرکت اجسام در راستاي قائم و در نزديکي سطح زمين است که آنرا سقوط آزاد مي‌نامند. آزمايش نشان مي‌دهد که اگر بتوان از اثر هوا بر حرکت اجسام چشم پوشيد شتاب همه اجسام ثابت و در راستاي قائم و به طرف پايين است. اندازه اين شتاب و مقدار آن 9.8 m/s² است. معادله‌هاي حرکت و سرعت در سقوط آزاد همان معادله‌هاي حرکت با شتاب ثابت است. در سقوط آزاد جابجايي در راستاي قائم است، مکان متحرک بطور معمول با نشان داده ميشود و مبدأ نقطه‌اي است که سقوط از آنجا شروع ميشود. اگر جهت مثبت رو به پايين اختيار شود معادله حرکت سقوط آزاد به صورت زير است:
تمامي اجسامي که از يک نقطه رها مي‌شوند در شرايط خلاء با هم به زمين مي‌رسند. به عبارت ديگر در شرايط خلاء زمان سقوط بستگي به جرم ، جنس و شکل جسم ندارد.
شرح آزمايش:
براي آزمايش باتوجه به حسگر يگ گلوله از بالا به ارتفاع h رها مي کنيم و با استفاده از زمان به دست آمده و فرمول هاي زير گرانش را بدست مي آوريم.
در صد خطا g t² t y
8.65 0.1156 0.34 50
8.76 0.1369 0.37 60
8.75 0.160 0.40 70
11.73 8.65 0.1849 0.43 80
آزمايش ششم
نام آزمايش: آزمايش فنر
هدف آزمايش: هدف در اين آزمايش بدست آوردن ثابت فنر (k) در حالتهاي استاتيک و ديناميک
وسايل لازم براي اندازه گيري : وزنه ، فنر، کرنومتر ، خط کش ، پايه و ترازو
تئوري آزمايش
از مکانيک تحليلي مي‌‌دانيم که هرگاه يک فنر تحت تأثير يک نيروي کشش قرار گيرد، طول فنر اضافه ميشود. اين افزايش طولي تا جائي که از حد کشساني تجاوز نکند، با نيروي کشش متناسب است. آنچه گفتيم بيان قانون هوک است. يعني اگر فنري را يک انتهاي آن به جايي محکم شده است، اندکي بکشيم، در اين صورت طول فنر افزايش پيدا ميکند. اگر مقدار افزايش طول فنر را برابر x بگيريم، در اين صورت بر اساس قانون هوک اگر نيروي کشش F باشد، بايد F = kx باشد که در آن k ثابت تناسبي است که ثابت فنر ناميده ميشود.
از طرف ديگر ، نيروي هوک در خلاف جهت افزايش طول فنر وارد ميشود (اين نيرو مي‌خواهد فنر را به حالت اوليه خود برگرداند) بنابراين بهتر است که اين رابطه را بصورت F = -kx نشان دهيم. قابل توجه است که مقدار افزايش طول فنر نبايد بيشتر از حد کشساني فنر باشد، چون در اين صورت قانون هوک صادق نخواهد بود. اگر چنانچه بجاي کشيدن فنر ، آن را فشرده کنيم، باز نيروي هوک (F) وجود دارد و اين بار ، اين نيرو سعي ميکند که فنر را از حالت فشرده به حالت اوليه خود بازگرداند.
حال فرض کنيد جسمي به جرم M را به فنري که در حالت قائم ، به جايي متصل شده است، وصل کنيم، در اين صورت نيرويي به طرف پائين بر فنر وارد ميشود و اين نيرو سبب افزايش طول فنر ميشود و چون اين نيرو ناشي از ميدان گرانش زمين است، لذا با فرض اينکه مجموع جرم جسم و جرم فنر برابر Mm ميباشد، بر اساس قانون هوک در حالت تعادل ميتوان نوشت که kx = Mm از اين رابطه ميتوان مقدار k را محاسبه نمود.
فنر ، ستون مدرج ، وزنه
شرح آزمايش
فنر را به حالت قائم از يک نقطه آويزان کنيد. ستون مدرج ميله‌اي را بر روي يک گيره در کنار فنر به گونه‌اي قرار دهيد که فنر به موازات ستون مدرج قرار گيرد و در اين حالت بتوانيم طول فنر را بوسيله اين ستون مدرج اندزه بگيريم. ابتدا فنر را رها کنيد تا در حالت تعادل قرار گيرد. حال طول فنر را بوسيله ستون مدرج يادداشت کنيد. حال وزنه‌اي با جرم معين (مثلا 10 گرم) را به فنر آويزان کنيد. صبر کنيد که به فنر در حالت تعادل قرار بگيرد. حال طول فنر را از روي ستون مدرج را بخوانيد. با کم کردن اوليه از اين طول مي‌‌توانيد افزايش طول فنر را اندازه بگيريد.
براي اينکه مقدار اندازه گيري شده داراي خطاي کمتري باشد، آزمايش را چندين بار انجام بدهيد. سپس از مقادير مختلف اندازه گيري شده در طول آزمايشهاي مختلف ميانگين بگيريد. به اين ترتيب مي‌‌توانيد افزايش طول فنر را اندازه بگيريد. چون مقدار جرم وزنه و نيز شتاب گرانش زمين (g) معلوم است، لذا ميتوانيم از رابطه ، مقدار k ثابت فنر را به راحتي محاسبه کنيم.
الف) استاتيک
براي بدست آوردن ثابت فنر در حالت استاتيک (ساکن) ابتدا طول اوليه فنر( ) را بدست مي آوريم و در مرحله بعد وزنه ايي به فنر آويزان مي کنيم و حالا بايد طول ثانويه فنر( ) را اندازه گيري نمائيم و سرانجام اختلاف ها را در معادله قرار داده و مقدار را بدست آوريم. در اين آزمايش ما براي سه بار با وزنه هاي مختلف اي کار را انجام داده ايم .
ب)ديناميک
در حالت ديناميک (متحرک) نياز به کرنومتر داريم به اينصورت که بايد بعد از قرار دادن وزنه روي فنر براي تعداد نوسان زمان بگيريم وبا تقسيم زمان بر روي تعداد نوسان ها دوره تناوب بدست مي آيد. مرحله بعد جرم موئثر فنر است که برابر است با يک سوم جرم فنر
نتيجه :
با استفاده از اين آزمايش ميتوانيم درستي قانون هوک را نيز مورد ارزيابي قرار دهيم و ملاحظه کنيم که واقعا نيروي کشش ، با افزايش طول فنر رابطه خطي دارد.
آزمايش هفتم
نام آزمايش: آونگ ساده
هدف آزمايش: هدف در اين آزمايش بدست آوردن گرانش (g)
وسايل لازم براي اندازه گيري: متر ، كرنومتر ، ماشين حساب
شرح آزمايش :
دراين آزمايش طريقه كار به اين شكل است كه بايد ابتدا طول انتخاب كنيم سپس به اندازه كه طول انحراف از پايه آونگ است را مشخص كرده و در همان مكان نگه مي داريم حالا بايد آن را رها كنيم و به تعداد n نوسان زمان مي گيريم كه در آزمايش زير عدد 5 تعداد نوسان ها است و بعد از اينكه دوره تناوب را بدست آورديم در فرمول قرار مي دهيم و براي سه حالت متفاوت انجام مي دهيم و را محاسبه ميكنيم.
= درصد خطا
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
تبادل
لینک هوشمند
ورود
اعضا:
خبرنامه وب سایت:
آمار
وب سایت: