Один из способов провести опыт по изучению движения тела по наклонной плоскости — использовать датчик силы, соединённый с интерфейсом компьютера. 1 Это позволит измерить силу, необходимую для поднятия предмета, и силу, необходимую для протягивания того же предмета по наклонной плоскости. 1 Затем можно рассчитать и сравнить работу, выполненную при поднятии предмета на одинаковую высоту путём его подъёма и протягивания по наклонной плоскости. 1
Для опыта понадобятся:
- компьютер; 1
- деревянный блок с крюком; 1
- компьютерный интерфейс LabQuest Mini; 1
- программное обеспечение Logger Pro; 1
- двухдиапазонный датчик силы; 1
- скрепка для бумаг; 1
- гладкая доска (примерно 0,5 м длиной). 1
Ход опыта:
- Положить несколько книг. 1
- Взять доску и сделать наклонную плоскость. 1 Измерить длину доски (в метрах) и записать это значение в таблице данных. 1 Также измерить и записать высоту наклонной плоскости (в метрах). 1
- Взять деревянный блок с крюком на одном конце. 1 Частично разогнуть скрепку для бумаг, оставив крючок на одном конце. 1 С помощью скрепки прикрепить деревянный блок к датчику силы. 1
- Подготовить датчик силы к сбору данных. 1 Подключить датчик силы двойного диапазона к компьютерному интерфейсу, установить переключатель на самую низкую отметку. 1
- Медленно потянуть деревянный блок вверх по наклонной плоскости. 1 Датчик усилия нужно держать параллельно и в 2 см от поверхности наклонной плоскости. 1 Когда блок передвигается с постоянной скоростью, кликнуть для начала сбора данных. 1
- По завершении сбора данных посмотреть на график, отображаемый на экране. 1 Если график достаточно плоский, перейти к следующему шагу. 1 Если имеются резкие пики и впадины, повторить этап 5. 1
- Кликнуть на кнопке Statistics, записать среднюю силу (в Н), необходимую для протягивания блока по наклонной плоскости. 1
- Определить силу, необходимую для поднятия деревянного блока. 1 Использовать предыдущие компьютерные установки для получения показаний усилия по мере медленного поднятия блока на ту же высоту, что и у наклонной плоскости. 1 Записать среднее усилие, необходимое для поднятия блока. 1
Ещё один вариант опыта — определение ускорения движения бруска по наклонной плоскости и его мгновенной скорости в конце заданного пути, пройденного за определённый промежуток времени. 3 Для этого понадобятся прибор для изучения движения тел, штатив с муфтой и лапкой. 3
Ход работы:
- Собрать установку. 3 Направляющую закрепить в лапке штатива под углом 30–40 градусов к плоскости столешницы. 3
- Включить секундомер. 3
- Разместить брусок на направляющей так, чтобы его пусковой магнит находился на 1,5 см выше верхнего датчика. 3
- Отпустить брусок. 3 Определить расстояние между датчиками и промежуток времени, за который брусок прошёл это расстояние. 3
- Провести опыт ещё 2 раза. 3
Выбор конкретного опыта зависит от целей и доступных материалов.