Изучение прямолинейного равномерного движения

s = v·t, x = x₀ + vₓ·t

Цель работы

Экспериментально определить скорость тела при равномерном прямолинейном движении и построить график зависимости координаты от времени.

Теоретические сведения

Равномерное прямолинейное движение

При равномерном прямолинейном движении тело за равные промежутки времени совершает равные перемещения. Модуль и направление скорости не меняются, поэтому пройденный путь пропорционален времени:

s = v \cdot t

$s$ — путь от начала наблюдения (м);
$v$ — модуль скорости (м/с);
$t$ — время движения (с).

Координата и направление движения

Координата зависит не только от пройденного пути, но и от начального положения и направления оси. Её изменение описывается соотношением:

x = x_{0} + v_{x} \cdot t

Здесь $x_{0}$ — начальная координата, $v_{x}$ — проекция скорости на выбранную ось. При движении вдоль оси $v_{x}$ положительна, против оси — отрицательна. Путь при этом остаётся неотрицательным.

Определение скорости по измерениям

Для двух отсчётов проекцию скорости находят как $v_{x} = (x_{2} - x_{1}) / (t_{2} - t_{1})$ . График $x (t)$ представляет собой прямую, наклон которой определяется проекцией скорости; график $s (t)$ проходит через начало координат. Сравнивать следует измерения на участке движения, до остановки тела на границе установки.

Подготавливаем формулы…

Порядок работы

Установите начальное положение тела на измерительной ленте. Запишите x0.
Задайте скорость движения тела.
Запустите движение и одновременно включите секундомер.
Через равные промежутки времени (например, каждые 2 с) фиксируйте координату тела.
Занесите результаты в таблицу.
Постройте график зависимости x(t).
По угловому коэффициенту графика определите скорость движения.

Эксперимент

Таблица измерений

Записей: 0

Результаты измерений эксперимента
№	t, с	x₀, м	v, м/с	Δx, м	x, м	Действия

Пока нет измерений

Нажмите «Измерить» в эксперименте.

График

Ось XОсь Y₁Ось Y₂Вид графика

График появится после измерений

Ответ

Установите начальную координату 0 м, скорость 5 м/с и длительность не менее 4 с. Измерьте координаты в начале опыта и через 4 с. Какую скорость вы получите по изменению координаты? Ответ в м/с.

Вопрос для размышления

Как изменится график координаты от времени, если тело движется с той же по модулю скоростью в обратном направлении?