<<< ВСЕ МАТЕРИАЛЫ
Виртуальный эксперимент. 9 класс.
Время движения тела, брошенного горизонтально.
Задание 9-5.

F=1 Н H = 99 см
ВРЕМЯ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА, БРОШЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО
Важно: категорически запрещается использовать виртуальные лабораторные работы вместо реальных! В виртуальной работе ничего нельзя реально измерить или доказать. Эта работа служит лишь для отработки действий в реальной обстановке.

Как ни покажется кому-то странным, но время движения тела, брошенного горизонтально с высоты Н, равно времени свободного падения с этой же высоты. Объясняется это тем, что в обоих этих случаях тело движется вниз с одинаковым ускорением g.
Цель работы: убедиться в независимости ускорения свободного падения от горизонтальной скорости тела.
Описание установки. Это можно сделать, например, с помощью установки, изображённой правее в окне анимации (можно увидеть её в большем размере, кликнув мышкой). Здесь можно одновременно отпустить шарик А, и толкнуть шарик В вправо в горизонтальном направлении. Шарики упадут на пол одновременно, в реальном эксперименте мы бы услышали один звук удара об пол.
Если сфотографировать их падение в тёмной комнате, освещая их светодиодным фонариком в режиме стробоскопа, мы получим на фото их положения через равные промежутки времени, которое покажет, что шарики упадут одновременно (см. анимацию справа). Масштабы осей даны в см. Промежуток времени между вспышками в нашем опыте равен 0.1 сек. Значит с высоты 100 см время падения составляет примерно 0,45 сек. Сумейте это увидеть на строборамме: четыре полных промежутка между изображениями шариков и ещё примерно половинка.
Ниже графика падения вы можете видеть два ползунка, одним можно менять силу удара молоточка, другим высоту, с которой падают шарики. Это позволяет убедиться, что при любых условиях, независимо от высоты и начальной скорости шарика В, шарики упадут одновременно: неизменно напротив каждого зелёного шарика на стробограмме на той же высоте будет изображение крсного.
Выполнение работы.
1. Перенесите рисунок установки к себе в тетрадь. Сначала попробуем менять силу удара F молоточка. Сдвиньте вправо слайдер F на одно деление, после чего появится стробограмма полёта шариков. Внимательно рассмотрите полученную картину. Положения шариков здесь отмечены через каждую 0.1 сек. Что вы можете сказать о падении шариков в свете нашего разговора? Свои наблюдения и выводы запишите в тетрадь.
2. Передвиньте ещё ползунок F, затем ещё, и так постепенно самого до упора. Какие изменения вы наблюдаете на стробограмме? Что можно сказать о зависимости времени падения шарика В от начальной горизонтальной скорости? Запишите наблюдения и выводы в тетрадь. Зарисуйте правильно стробограмму в своей тетради.
3. Уменьшите высоту, с которой падают шарики ползунком H. Что вы наблюдаете? Как высота влияет на время падения и на одновременность падения шариков? Выводы запишите в тетрадь.
4. Уменьшайте постепенно высоту падения шариков. Наблюдайте изменения в движении шариков. Выводы и наблюдения запишите в тетрадь.
5. Сделайте общий вывод о том, как зависит одновременность падения шариков от высоты бросания и горизонтальной скорости шарика В. Запишите его в тетрадь.
6. Проверьте себя, ответив на контрольные вопросы (см. ниже).
Ускорение свободного падения брать как 9,8 м/с2. Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.

1. Скажите на основании ваших наблюдений, как зависит время падения шарика А от высоты, с которой его бросают?
1. Не зависит.
2. Зависит прямо пропорционально, во сколько раз больше высота, во столько раз больше время падения.
3. Обратно пропорционально, чем больше высота, тем меньше время падения.
4. Зависит от квадрата высоты, если высота в два раза больше, то время падения в 4 раза больше.
5. Зависит от корня квадратного из высоты, если высота в четыре раза больше, то время падения в два раза больше.
Ответ №:
2. Скажите на основании ваших наблюдений, как зависит время падения шарика В от высоты, с которой его бросают?
1. Не зависит.
2. Зависит прямо пропорционально, во сколько раз больше высота, во столько раз больше время падения.
3. Обратно пропорционально, чем больше высота, тем меньше время падения.
4. Зависит от квадрата высоты, если высота в два раза больше, то время падения в 4 раза больше.
5. Зависит от корня квадратного из высоты, если высота в четыре раза больше, то время падения в два раза больше.
Ответ №:
3. Скажите на основании ваших наблюдений, как зависит одновременность падения шариков от высоты, с которой их бросили?
1. Не зависит.
2. Зависит прямо пропорционально, во сколько раз больше высота, во столько раз больше время падения.
3. Обратно пропорционально, чем больше высота, тем меньше время падения.
4. Зависит от квадрата высоты, если высота в два раза больше, то время падения в 4 раза больше.
5. Зависит от корня квадратного из высоты, если высота в четыре раза больше, то время падения в два раза больше.
Ответ №:
4. Скажите на основании ваших наблюдений, как зависит время падения шарика В от начальной горизонтальной скорости, с которой его бросают?
1. Не зависит.
2. Зависит прямо пропорционально, во сколько раз больше высота, во столько раз больше время падения.
3. Обратно пропорционально, чем больше высота, тем меньше время падения.
4. Зависит от квадрата высоты, если высота в два раза больше, то время падения в 4 раза больше.
5. Зависит от корня квадратного из высоты, если высота в четыре раза больше, то время падения в два раза больше.
Ответ №:
5. Скажите на основании ваших наблюдений, по какому закону меняется вертикальная скорость шарика А?
1. vy = const, за равные промежутки времени шарик проходит равные расстояния.
2. vy = gt, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
3. vy = gt/2, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
4. vy = gt2/2, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
Ответ №:
6. Скажите на основании ваших наблюдений, по какому закону меняется вертикальная скорость шарика В?
1. vy = const, за равные промежутки времени шарик проходит равные расстояния.
2. vy = gt, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
3. vy = gt/2, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
4. vy = gt2/2, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
Ответ №:
7. Скажите на основании ваших наблюдений, по какому закону меняется горизонтальная скорость шарика В?
1. vy = const, за равные промежутки времени шарик проходит равные расстояния.
2. vy = gt, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
3. vy = gt/2, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
4. vy = gt2/2, за равные промежутки времени шарик проходит всё большее расстояние.
Ответ №:
8. Поставьте силу удара 5 Н, а высоту 80 см. Сколько секунд шарики находились в полёте в таком опыте?
Ответ: сек
9. Какова величина начальной горизонтальной скорости шарика В при таком ударе?
Ответ: м/с
10. Какова величина вертикальной скорости шарика В при таком ударе?
Ответ: м/с
11. Какова величина скорости шарика В при таком ударе о пол?
Ответ: м/с
Литература:
1. Т.Н. Шамало. СТРОБОСКОПИЧЕСКИЕ ФОТОГРАФИИ. Дидактический раздаточный материал по механике. PDF.
2. Т.Н. Шамало. УЧЕБНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ. Книга для учителя. Москва. ПРОСВЕЩЕНИЕ 1986