Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do

Bố trí như Hình 11.1: nam châm điện giữ trụ thép, cổng quang điện E dịch ra xa dần. Nhấn công tắc kép để thả, đồng hồ đo thời gian hiện số ghi t ứng với quãng đường s; điền Bảng 11.1 rồi tính ḡ và Δg.

s = \frac{1}{2} g t^{2} g = \frac{2 s}{t^{2}}

Trình tự như sách: RESET đồng hồ (0.000), đặt trụ thép chạm nam châm, nhấn công tắc kép để ngắt điện cho trụ rơi, ghi giá trị trên đồng hồ vào Bảng 11.1, rồi dịch cổng E ra xa dần nam châm.

Bảng 11.1

Quãng đường	Lần đo thời gian t (s)					t̄ (s)	g (m/s²)
s (m)	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Lần 4	Lần 5
s₁ = 0,20	?	?	?	?	?	?	?
s₂ = 0,40	?	?	?	?	?	?	?
s₃ = 0,60	?	?	?	?	?	?	?
s₄ = 0,80	?	?	?	?	?	?	?
s₅ = 1,00	?	?	?	?	?	?	?

ḡ = ? ; Δg = ?

Bấm vào một hàng để đặt cổng E ở quãng đường đó. Mỗi hàng có tối đa 5 lần đo; t̄ là trung bình các lần đo của hàng.

Đồ thị s–t² (nhận xét: hàm bậc nhất đi qua gốc toạ độ)

Ghi ít nhất ba hàng của Bảng 11.1 để vẽ đồ thị và rút ra nhận xét.

Giải bài toán bằng thí nghiệm

Trụ thép được thả từ nam châm điện, rơi qua cổng quang điện E đặt cách vị trí thả s = 0,80 m. Lấy g = 9,8 m/s². Tính thời gian từ lúc thả đến lúc trụ thép qua cổng.

Bước 1 · Tự giải ra giấy, nhập đáp số của em

Thời gian rơi ts

Bước 2 · Nạp số liệu của đề vào thí nghiệm

Đại lượng	Em tính	Thí nghiệm đo
Thời gian rơi t	—	chưa đo

Khớp nếu sai lệch không quá 1% (chấp nhận làm tròn).

Bố trí cổng quang điện E

s₁

s₂

s₃

s₄

s₅

s là quãng đường từ vị trí thả (đáy trụ thép chạm nam châm) đến cổng E. Dịch cổng ra xa dần nam châm.

Dụng cụ (Hình 11.1)

Máng đứng, có gắn dây dọi
Vật bằng thép hình trụ
Nam châm điện N, giữ và thả trụ thép
Cổng quang điện E
Giá đỡ có đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng
Đồng hồ đo thời gian hiện số
Công tắc kép

Công thức

$Rơi tự do (v_{0} = 0, a = g) : d = s = \frac{1}{2} g t^{2}, v ₜ = g t, v ₜ^{2} = 2 g s$

Gia tốc rơi tự do: $g = \frac{2 s}{t^{2}}$

$Giá trị trung bình ḡ và sai số tuyệt đối Δ g$

Câu hỏi của bài:

Tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của phép đo g.
Vì sao dùng trụ thép làm vật rơi? Có thể dùng viên bi thép được không?
Vẽ đồ thị s–t² và nhận xét dạng đồ thị.
Đề xuất một phương án khác để đo gia tốc rơi tự do (ví dụ dùng camera điện thoại).

Quãng đường	Lần đo thời gian t (s)	t̄ (s)	g (m/s²)
s₁ = 0,20	?	?	?	?	?	?	?
s₂ = 0,40	?	?	?	?	?	?	?
s₃ = 0,60	?	?	?	?	?	?	?
s₄ = 0,80	?	?	?	?	?	?	?
s₅ = 1,00	?	?	?	?	?	?	?

Quãng đường

Lần đo thời gian t (s)

t̄ (s)

g (m/s²)

s (m)

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần 4

Lần 5

s₁ = 0,20

s₂ = 0,40

s₃ = 0,60

s₄ = 0,80

s₅ = 1,00

Đại lượng

Em tính

Thí nghiệm đo

Thời gian rơi t

—

chưa đo