ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Dynamikaklasa 1 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/1/fizyka/doswiadczenia-z-dynamiki/

Fizyka · Dynamika · kl. 1

Doświadczenia z dynamiki

Kulka na szarpniętym wózku, ciężarki na szalce i kulka na nitce – sprawdzasz zasady dynamiki na własnych pomiarach.

ok. 4 min czytania10 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Ciała w układach przyspieszających

  • Połóż kulkę na wózku i gwałtownie pociągnij wózek do przodu: kulka „zostaje z tyłu”. Gdy wózek nagle hamuje, kulka toczy się do przodu.
  • Nikt kulki nie pcha – zachowuje ona swoją prędkość (bezwładność), a wózek zmienia swoją. Podobnie w windzie: waga łazienkowa przy ruszaniu w górę pokazuje więcej niż w spoczynku (przeciążenie), a przy ruszaniu w dół mniej.

2II zasada dynamiki na wózku

  • Oznaczenia: F – siła ciągnąca [N]; m – masa całego układu (wózek i szalka z ciężarkami) [kg]; a – przyspieszenie [m/s²]; s – droga [m]; t – czas przejazdu [s].
  • Cel: sprawdzić, że a jest proporcjonalne do F (przy stałej masie) i odwrotnie proporcjonalne do m (przy stałej sile). W każdej serii zmieniasz jedną wielkość.
wózekszalkams· gs = 1,00 mstartmetaa = 2s / t²F = ms · g, masa układu stała
Wózek ciągnięty nitką z szalką przez bloczek
  • Siłę zmieniasz, przekładając ciężarki z wózka na szalkę, więc masa układu się nie zmienia. Wózek rusza ze spoczynku i przejeżdża s = 1,00 m.
Zapamiętaj

a = 2 · s przez t2, bo w ruchu jednostajnie przyspieszonym od spoczynku s = a · t2 przez 2.

F [N]tśr z 3 pomiarów [s]a = 2s / t² [m/s²]
0,104,50,10
0,203,20,20
0,302,60,30
0,402,20,41
F [N]a [m/s²]00,10,10,20,20,30,30,40,40,50,5pomiary (s = 1,00 m)prosta przez (0, 0):a ~ Fnachylenie = 1/m≈ 1 (m/s²)/N→ m ≈ 1,0 kg
Wykres a(F) z pomiarów: prosta przez początek układu
  • Nachylenie prostej ≈ 1 (m/s²)/N to 1 przez m, więc m ≈ 1,0 kg. Wniosek: a = F przez m.
  • Niepewność czasu oszacujesz jako Δt = tmax − tmin przez 2 ≈ 0,1 s. Wynik zaburzają też tarcie w bloczku i czas reakcji.
Sprawdź, czy rozumiesz

Jak z wykresu a(F) przy stałej masie wyznaczysz masę układu?

3Siła dośrodkowa (jakościowo)

  • Kręć kulką na nitce: przy większej szybkości, z cięższą kulką albo – przy tej samej szybkości kulki – na krótszej nitce ręka czuje większe szarpnięcie. Gdy puścisz nitkę, kulka poleci po stycznej.

4Współczynnik tarcia (R)

  • Oznaczenia: μ – współczynnik tarcia (bez jednostki); T – siła tarcia [N]; N – nacisk [N]; αgr – kąt graniczny; h, d – wysokość i podstawa równi [m].
  • Siłomierz: ciągniesz klocek poziomo ze stałą prędkością, więc T jest równe wskazaniu siłomierza, a N – ciężarowi klocka: μk = T przez N. Wyniki 0,30; 0,33; 0,30 dają μk = 0,31 ± 0,02.
  • Równia: podnosisz deskę, aż klocek ruszy: μs = tg αgr = h przez d. Dla h = 30 cm i d = 60 cm: μs = 0,50 (αgr ≈ 27°).
αd = 60 cmh = 30 cmμs = tg αgr = h : d = 0,5klocek rusza, gdy α = αgr
Metoda kąta granicznego
Uwaga na błąd

Odczyt siłomierza przy szarpaniu klocka. Klocek wtedy przyspiesza, siła jest większa niż tarcie i μ wychodzi za duże.

Sprawdź, czy rozumiesz

(R) Jak poprawnie wyznaczysz μk siłomierzem?

✎Ściąga: Doświadczenia z dynamiki

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • a = 2 · s przez t2, bo w ruchu jednostajnie przyspieszonym od spoczynku s = a · t2 przez 2.
  • Oznaczenia: F – siła ciągnąca [N]; m – masa całego układu (wózek i szalka z ciężarkami) [kg]; a – przyspieszenie [m/s²]; s – droga [m]; t – czas przejazdu [s].
  • Cel: sprawdzić, że a jest proporcjonalne do F (przy stałej masie) i odwrotnie proporcjonalne do m (przy stałej sile). W każdej serii zmieniasz jedną wielkość.
  • Oznaczenia: μ – współczynnik tarcia (bez jednostki); T – siła tarcia [N]; N – nacisk [N]; αgr – kąt graniczny; h, d – wysokość i podstawa równi [m].
  • Siłomierz: ciągniesz klocek poziomo ze stałą prędkością, więc T jest równe wskazaniu siłomierza, a N – ciężarowi klocka: μk = T przez N. Wyniki 0,30; 0,33; 0,30 dają μk = 0,31 ± 0,02.
  • Równia: podnosisz deskę, aż klocek ruszy: μs = tg αgr = h przez d. Dla h = 30 cm i d = 60 cm: μs = 0,50 (αgr ≈ 27°).

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Kulka leży na wózku. Wózek gwałtownie rusza do przodu. Co zobaczysz?

    1. AKulka zostanie w tym samym miejscu wózka
    2. BKulka podskoczy do góry
    3. CKulka potoczy się do przodu względem wózka
    4. DKulka przesunie się do tyłu względem wózka
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Kulka przesunie się do tyłu względem wózka – Kulka zachowuje swoją prędkość (bezwładność), a wózek przyspiesza, więc względem wózka kulka cofa się.

  2. Badasz zależność przyspieszenia wózka od siły. Co musi pozostać stałe?

    1. ACzas przejazdu
    2. BPrzyspieszenie
    3. CMasa całego układu
    4. DSiła ciągnąca
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Masa całego układu – Zmieniasz siłę, mierzysz przyspieszenie, a masę trzymasz stałą – dlatego ciężarki przekłada się z wózka na szalkę.

  3. Wózek ruszył ze spoczynku i przejechał 1,00 m w czasie 2,0 s. Jakie miał przyspieszenie?

    1. A1,0 m/s²
    2. B0,25 m/s²
    3. C0,5 m/s²
    4. D2,0 m/s²
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 0,5 m/s² – a = 2s / t² = 2 · 1,00 m : (2,0 s)² = 0,5 m/s²; 0,25 m/s² wychodzi bez czynnika 2.

  4. Jaki wykres otrzymasz dla zależności a od F (przy stałej masie)?

    1. AProstą przez początek układu
    2. BProstą poziomą
    3. CHiperbolę
    4. DParabolę
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Prostą przez początek układu – Z II zasady a = F/m, więc a jest wprost proporcjonalne do F.

  5. Przy stałej sile podwajasz masę wózka z ciężarkami. Jak zmieni się przyspieszenie?

    1. AZmaleje 2 razy
    2. BZmaleje 4 razy
    3. CNie zmieni się
    4. DWzrośnie 2 razy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Zmaleje 2 razy – a = F/m, więc przy stałej sile przyspieszenie jest odwrotnie proporcjonalne do masy.

  6. Jak z wykresu a(F) przy stałej masie wyznaczysz masę układu?

    1. AJako wartość a dla F = 0
    2. BJako pole pod wykresem
    3. CJako odwrotność nachylenia prostej
    4. DJako nachylenie prostej
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Jako odwrotność nachylenia prostej – Nachylenie prostej a(F) to 1/m, więc m = 1 : nachylenie.

  7. (R) Jak poprawnie wyznaczysz μk siłomierzem?

    1. ADzielisz masę klocka przez odczyt
    2. BCiągniesz klocek ze stałą prędkością i dzielisz odczyt przez nacisk
    3. COdczytujesz siłę w chwili ruszenia klocka
    4. DCiągniesz klocek jak najszybciej
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Ciągniesz klocek ze stałą prędkością i dzielisz odczyt przez nacisk – Tylko w ruchu jednostajnym siła ciągnąca równoważy tarcie kinetyczne, więc μk = T/N.

  8. (R) Klocek rusza na równi przy h = 30 cm i d = 60 cm. Ile wynosi μs?

    1. A0,3
    2. B0,6
    3. C2
    4. D0,5
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 0,5 – μs = tg αgr = h/d = 30 cm : 60 cm = 0,5.

Cały dział „Dynamika”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytańFiszki · 10🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Fizyka, klasa 1

Badania w fizycePomiary i niepewność pomiarowaNiepewności pomiarowe i dopasowanie prostejWielkości wektorowe i skalarneAnaliza danych i wykresyNarzędzia matematyczne w fizyceRachunek wektorowy i trygonometriaPodstawowe pojęcia kinematykiPrędkośćRównanie ruchu i ruch względnyPrzyspieszenieRuch jednostajny prostoliniowyRuch prostoliniowy zmiennyRuch zmienny – wykresy a(t), zadania i przyspieszenie w ruchu krzywoliniowymRuch po okręguPrędkość kątowa i ruch po okręgu ze zmienną prędkościąRzut poziomy i rzut ukośnyDoświadczenia z kinematykiSiła i jej cechyRodzaje siłUkłady nieinercjalne i siły bezwładnościZasady dynamiki NewtonaTarcieRównia pochyła i zadania z tarciemSiła dośrodkowaDynamika ruchu po okręguPraca mechanicznaMocEnergia mechaniczna i jej zasada zachowaniaPraca siły zmiennej, twierdzenie o pracy i energiiMoc w ruchu i sprawność urządzeńPęd, zasada zachowania pędu i zderzeniaDoświadczenia: praca, moc, energiaCiśnienieSiła wyporu i prawo ArchimedesaCiśnienie całkowite, naczynia połączone i pływanie ciałDoświadczenia z hydrostatykiPrawo powszechnego ciążeniaPrzyspieszenie grawitacyjne i prawa KepleraUkład Słoneczny, Galaktyka i WszechświatPrędkości kosmiczne i ruch satelitówSatelity, nieważkość i przeciążenieBryła sztywna i moment siłyMoment bezwładności i dynamika ruchu obrotowegoEnergia kinetyczna ruchu obrotowegoPlanowanie doświadczeńPrzeprowadzanie pomiarówAnaliza wynikówWybrane doświadczenia w klasie 1Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego wahadłem