Измерение средней скорости движения бруска по наклонной плоскости

vср = s/Δt, Δt = t₂ − t₁

Цель работы

Определить среднюю скорость бруска на выбранном участке.

Теоретические сведения

Средняя путевая скорость

При спуске по наклонной плоскости скорость бруска меняется. Чтобы охарактеризовать движение на целом участке, используют среднюю путевую скорость — отношение пройденного пути ко времени его прохождения:

v_{ср} = \frac{s}{Δ t}

$v_{ср}$ — средняя путевая скорость (м/с);
$s$ — путь на выбранном участке (м);
$Δ t = t_{2} - t_{1}$ — время прохождения участка (с).

Путь и интервал времени

При движении в одном направлении путь между двумя отметками равен разности показаний линейки. Показания секундомера берут в моменты прохождения этих же отметок. Деление пути на время от начала опыта допустимо только тогда, когда сам путь также отсчитан от точки отпускания.

Для равноускоренного спуска из покоя средняя скорость на всём пройденном участке равна половине конечной:

v_{ср} = \frac{v _{кон}}{2}

Условия измерения

Средняя скорость относится к выбранному участку и не совпадает со скоростью в произвольный момент. При разгоне более длинный участок от точки старта обычно даёт другое среднее значение. Время после остановки у конца направляющей не включают в интервал спуска; если трение покоя удерживает брусок, спуска нет.

Подготавливаем формулы…

Порядок работы

Выберите гладкую направляющую длиной 2 м, угол 10° и массу 0,3 кг.
Запустите опыт. С помощью пауз либо автоматической записи снимите координаты и время в двух точках; повторите для другого участка.
Определите среднюю скорость по разностям измерений. Объясните различие между средними скоростями на разных участках.
Сформулируйте вывод по измерениям: укажите результат, сохранённые условия и ограничения модели.

Эксперимент

Таблица измерений

Записей: 0

Результаты измерений эксперимента
№	t, с	s, м	F, Н	m, кг	α, °	№	Действия

Пока нет измерений

Нажмите «Измерить» в эксперименте.

График

Ось XОсь Y₁Ось Y₂Вид графика

График появится после измерений

Ответ

На гладкой направляющей при угле 10° и старте из покоя измерьте путь за первую секунду. Какова средняя скорость за этот интервал? Ответ в м/с до сотых.

Вопрос для размышления

Почему средняя скорость на втором таком же по времени участке окажется больше, чем на первом?

Средняя путевая скорость

v_{ср} = \frac{s}{Δ t}

$v_{ср}$ — средняя путевая скорость (м/с);
$s$ — путь на выбранном участке (м);
$Δ t = t_{2} - t_{1}$ — время прохождения участка (с).

Путь и интервал времени

Для равноускоренного спуска из покоя средняя скорость на всём пройденном участке равна половине конечной:

v_{ср} = \frac{v _{кон}}{2}