Як знайти швидкість падіння


 

Швидкість падіння тіла в повітрі, на відміну від безповітряного простору, залежить не тільки від початкової швидкості, висоти і прискорення вільного падіння, але і від опору повітря. Оскільки вплив останнього залежить від форми тіла і насилу піддається математичному обліку, найбільш раціонально виміряти цю швидкість безпосередньо.



Вам знадобиться

— комп’ютер зі звуковою картою;
- Дві сонячні батареї від калькуляторів;
- Лінійка;
- Будівельний рівень;
- Освітлювальний прилад.

Інструкція

  1. Підключіть одну сонячну батарею від калькулятора (більші використовувати не можна) до лівого каналу лінійного входу звукової карти, а іншу — до правого. Врахуйте, що у деяких звукових карт стереофонічним є тільки вихід, а вхід — монофонічний, і на ньому, до того ж, присутня напруга живлення мікрофона. Тоді з’єднайте сонячні батареї послідовно, дотримуючись полярності, навантажите резистором на 100 кОм і підключіть до цього входу через конденсатор на 0,1 мкФ — він не пропустить до них постійну складову.
  2. Встановіть на комп’ютер програму Audacity. Розташуйте сонячні батареї у поверхні строго вертикально (використовуючи будівельний рівень) на такій відстані один від одного, щоб воно було приблизно удвічі менше діаметра падаючого тіла. Направте на них освітлювач з відстані близько метра. Запустіть програму. В режимі запису переконайтеся в тому, що при різкому закриванні і відкриванні сонячних батарей на осцилограмі з’являються помітні обурення.
  3. Включіть в програмі Audacity режим запису. Скиньте тіло вниз таким чином, щоб воно спочатку перекрило одну сонячну батарею, а потім — обидві.
  4. Зупиніть запис. На осцилограмі (або двох осцилограмах, якщо звукова карта обладнана стереофонічним входом), використовуючи вбудовану в програму шкалу, виміряйте проміжок часу між піками збурень. Він буде виражений в секундах.
  5. Лінійкою точно виміряйте відстань між сонячними батареями. Переведіть його з сантиметрів в метри. Поділіть цю відстань на проміжок часу, який вимірюється за допомогою програми Audacity, і ви отримаєте швидкість падіння безпосередньо перед торканням тілом поверхні. Вона буде виражена в метрах в секунду. При необхідності переведіть її в інші одиниці, наприклад, кілометри на годину (1 км / ч = 0,2 (7) м / с). Спробуйте порівняти цю швидкість з розрахованої за формулою V = sqrt (2hg), де V — швидкість, м / с, h — висота, м, g — прискорення вільного падіння, 9,822 м / с 2 . Чим менше виявиться виміряна швидкість в порівнянні з розрахунковою, тим більше вплив опору повітря.

Зверніть увагу

Не торкайтеся одночасно корпусу комп’ютера, висновків радіоелементів і заземлених предметів, а також корпусу джерела світла.