Báo cáo thực hành vật lý kỹ thuật KHẢO sát ĐỊNH LUẬT bảo TOÀN ĐỘNG LƯỢNG TRÊN đệm KHÔNG KHÍ

- Vẽ đường cong liền nét đi qua các ô sai số cho đồ thị chu kỳ con lắc thuận và đồ thị chukỳ con lắc nghịch.

BÀI 2

KHẢO SÁT ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG TRÊN

ĐỆM KHÔNG KHÍ

Họ và tên : Võ Hoàng Vũ ; mssv: 20113181 Lớp học: DHCK16B ; Tiết học : 2-6 (sáng chủ nhật )

Mã HP: 420300218005 Ngày bắt đầu học: 05/09/2021

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Khảo sát định luật bảo toàn động lượng trong quá trình va chạm của hai xe trượt trên đệm không khí

2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 2.1 Các đại lượng có trong bài thực hành :

- Khối lượng xe trượt và cờ chắc hồng ngoại:

m x+c = (166 000± 1 ).10-6 (kg)

- Khối lượng cung chắn đàn hồi:

m ccđh = ( 3 610 ± 1 ).10-6 (kg)

- Khối lượng gia trọng:

m gtm = ( 49 855± 1 ).10-6 (kg)

- Khối lượng miếng dính:

m md = ( 3 195 ± 1 ).10-6 (kg)

- Quãng đường :

s = ( 47,00 ± 0,04 ).10-3 (m)

2.2 Va chạm đàn hồi:

2.2.1 Động lượng của xe một X 1 và xe hai X 2 trước va chạm:

+ Xe X 1 :

- Khối lượng tổng cộng của X 1 :

¯m1 = ¯ m x+c +2 ¯m gtm + ¯m ccdh =(166 000+2 49855+3610).10−6=269320.10−6 (kg)

Δ m1= Δmx+c+2 Δmgtm+Δmccdh=(1+2.1+1).10−6=4.10−6 (kg)

- Vận tốc của xe X 1 trước va chạm :

¯v1t =0 (m/s)

- Động lượng của xe X1 trước va chạm :

+ Xe X 2 :

- Khối lượng tổng cộng của X 2 :

¯m2 = ¯ m x+c + ¯m ccdh=(166 000+3610) 10−6 =169610.10 −6 (kg)

Δ m2=Δ mx+c+Δmccdh=(1+1).10−6 =2.10 −6 (kg)

- Vận tốc của xe X 2 trước va chạm :

t 2t =¯t 2t ± Δt 2t =(0,0450 ± 0,0005)(s)

¯v 2t = ¯s ¯t 2t = 47,00 100,0450−3=1,044444 (m/s)

¯s +

¯t2t )=( 0,04.10 −3

47,00 10−3 + 0,0005

0,0450)=1,196217494 %

Δ v2t=|¯v2t|.δ v2t=0,01249382716 ≈ 0,012494(m/s)

v2t=¯v2t± Δv2t=(1,044444 ± 0,01249382716)=(1044 444 ± 12494).10−6 (m/s)

- Động lượng của xe X2 trước va chạm :

¯p2t = ¯m 2¯v 2t=169 610.10 −6.1044444 10−6 =0,1771481468 (kg m/s)

δ p2t=(Δm2

¯m2

+Δ v2t

¯v2t )=( 2.10 −6

169610 10 −6 + 0,01249382716

1044444.10 −6 )=1,197397179 %

- ĐỘNG LƯỢNG CỦA HỆ (2 XE) TRƯỚC VA CHẠM:

p(he)t =¯p( he )t ± Δ p(he)t =¯p2t± Δ p2t =(177 148 ± 2121).10−6(kg.m/s)

- Động lượng của hệ (2 xe) trước va chạm có giá trị trong khoảng:

2.2.2 Động lượng của xe một X 1 và xe hai X 2 sau va chạm:

+ Xe X 1 :

- Khối lượng tổng cộng của X 1 :

- Vận tốc của xe X 1 sau va chạm :

¯v1s= ¯s

¯t1s = 47,00.10−3

0,0630 =0,746031746 ≈ 0,746032(m/ s)

¯p (he)t - Δ p(he)t=175 027.10 −6

¯p (he)t=177148.10 −6

¯p (he)t + Δ p(he)t=179 269.10 −6

δ v1s=(Δs

¯s +

¯t1s )=( 0,04 10 −3

47,00 10 −3 + 0,0005

0,0630)=0,8787571766 %

Δ v1s=¯v 1s.δ v1s=0,746031746.0,008787571766=0,006555807508 ≈ 0,006556(m/s)

- Động lượng của xe X1 sau va chạm :

¯p1s = ¯ m 1¯v1s =269320 10 −6.0,746031746=0,2009212698≈ 0,200921(kg.m/s)

δ p1s=(Δm1

¯m1

+Δ v1s

¯v1s )=( 4.10 −6

269320.10 −6 + 0,006555807508

0,746031746 )=0,8802423986 %

Δ p1s=¯p 1s.δ p1s=0,2009212698.0,8802423986=0,001768594205 ≈ 0,001769(kg m/ s)

+ Xe X 2 :

- Khối lượng tổng cộng của X 2 :

- Vận tốc của xe X 2 sau va chạm :

¯t2s=¯t s −¯t 2t=0,3700−0,0450=0,3250 (s)

Δ t2s=Δ ts+Δt2t=0,0005+0,0005=0,0010 (s)

¯v2s=−¯s ¯t2s =−47,00.100,3250 −3=−0,1446153846≈−0,144615(m/s)

¯s +

¯t2s )=( 0,04.10 −3

47,00.10 −3 + 0,0010

0,3250)=0,3927986907 %

Δ v2s=|¯v2s|.δ v2s= | −0,1446153846 |.0,003927986907=0,0005680473373 ≈ 0,000568( m/ s)

- Động lượng của xe X2 sau va chạm :

¯p2s = ¯ m 2¯v2s =169610 10 −6.(−0,1446153846)=−0,02452821538≈−0,024528(kg m/s)

δ p2s=(Δm2

¯m2 +

|¯v2s|)=( 2.10 −6

169610 10−6+ 0,0005680473373| −0,1446153846 |)=0,3939778664 %

Δ p2s=|¯p2s|.δ p2s= | −0,02452821538 |.0,3939778664=0,00009663573965≈ 0,00009 7(kg.m/s)

- ĐỘNG LƯỢNG CỦA HỆ (2 XE) SAU VA CHẠM:

¯p( he )s =¯p1s+¯p2s=0,2009212698+(−0,02452821538)=0,1763930544 ≈ 0,176393(kg.m/s)

Δ p(he)s =Δ p1s+Δ p2s=0,001768594205+0,00009663573965=0,001865229945 ≈ 0,001865(kg m/ s)

- Động lượng của hệ (2 xe) sau va chạm có giá trị trong khoảng:

2.2.3 Nghiệm định luật bảo toàn động lượng đối với va chạm đàn hồi:

¯p(he)−Δ p(he)=175027.10 −6

¯p(he)+Δ p(he)=178 258.10 −6

- KẾT LUẬN: Định luật bảo toàn động lượng đã được nghiệm đúng với độ chính xác :

ε= 1 δ p (he)= ¯p (he)

Δ p (he) =176643 10−6

1615.10 −6 =109,3764706

¯p(he)=

¯p (he)s −Δ p(he)s=174528.10 −6

¯p (he)s=176 393.10 −6

¯p (he)s + Δ p(he)s=178258 10 −6

¯p(he) =176643.10 −6

2.3 Va chạm mềm:

2.3.1 Động lượng của xe một X 1 và xe hai X 2 trước va chạm:

+ Xe X 1 :

- Khối lượng tổng cộng của X 1 :

¯m1= ¯mx+c+ ¯m md=(166 000+3195).10 −6=169195 10−6 (kg)

Δ m1= Δmx+c+Δm md =(1+1).10−6=2.10−6 (kg)

- Vận tốc của xe X 1 trước va chạm :

¯v1t =0 (m/s)

- Động lượng của xe X1 trước va chạm :

+ Xe X 2 :

- Khối lượng tổng cộng của X 2 :

¯m2= ¯mx+c+2 ¯m gtm + ¯m md =(166000+2 49855+3195).10−6=268905 10−6(kg)

Δ m2= Δmx+c+2 Δmgtm+Δmmd=(1+2.1+1).10−6=4.10−6(kg)

- Vận tốc của xe X 2 trước va chạm :

t2t=¯t2t±Δ t2t=0,0400 ±0,0005(s)

¯v2t= ¯s ¯t

2t = 0,04700,0400=1,175000 (m/s)

¯s +

¯t2t )=( 0,04.10−3

47,00 10−3 + 0,00050,0400)=1,335106383 %

Δ v2t=|¯v2t|.δ v2t=1,175000.0,01335106383=0,0156875 ≈ 0,015688( m/ s)

v2t=¯v2t± Δv2t=(1,175000 ±0,0156875)=(1175000 ± 15688).10−6 (m/s)

- Động lượng của xe X2 trước va chạm :

¯p2t= ¯m2¯v 2t =268905 10−6.1175000 10−6=0,315963375≈ 0,315963(kg.m/s)

δ p2t=(Δm2

¯m2

+Δ v2t

¯v2t )=( 4.10−6

268905.10−6 + 0,0156875

1175000.10 −6)=1,336593897 %

Δ p2t=¯p2t.δ p2t=0,315963375 0,01336593897=0,004223147188=0,004223(kg.m/s)

- ĐỘNG LƯỢNG CỦA HỆ (2 XE) TRƯỚC VA CHẠM:

p (he)t =¯p( he )t ± Δ p(he)t =¯p2t± Δ p2t=(315 963 ± 4 223).10−6 (kg.m/s)

- Động lượng của hệ (2 xe) trước va chạm có giá trị trong khoảng:

2.2.2 Động lượng của xe một X 1 và xe hai X 2 sau va chạm:

+ Xe X 1 :

- Khối lượng tổng cộng của X 1 :

- Khối lượng tổng cộng của X 2 :

¯p (he)t −Δ p(he)t=311740 10 −6

¯p (he)t= ¿315963.10−6

¯p (he)t + Δ p(he)t=320186.10 −6

- Khối lượng tổng cộng của hệ 2 xe:

¯m (h e) = ¯m1 + ¯m 2=(169195+268905).10−6=438100 10−6 (kg)

Δ ¯m (he) =Δm1+Δm2=(2+4).10−6 =6.10 −6 (kg)

m (he) = ¯m (he) + Δm (he) =(438 100 ± 6).10−6 (kg)

- Vận tốc của hệ 2 xe sau va chạm:

t (he)s =¯t (he)s ±Δ t (he) s =0,0660 ± 0,0005( s)

¯v (he)s = ¯s ¯t (he)s= 47,00 100,0660−3= 4766=0,7121212121(m/s)

δ v (he)s=(Δs

¯s +

Δt (he) s

¯t (he)s )=( 0,04 ×10−3

47,00 ×10−3 + 0,0005

0,0660)=0,8426821406%

Δ v (he)s=¯v(he)s δ v (he)s= 47

66.0,008426821406=0,006000918274 ≈ 0,006001(m/ s)

v (he)s =¯v (he)s ± Δv (he) s =(0,7121212121± 0,006000918274)¿(712 121 ±6001).10−6 (m/ s)

- Động lượng tổng cộng của hệ 2 xe sau va chạm :

¯p (he)s= ¯m(he) ¯v (he)s=438100.10 −6 712121.10−6=0,311980303 ≈ 0,311980(kg.m/s)

δ p(he) s=(Δm (he)

¯m (he)

+Δ v (he)s

¯v (he)s )=( 6×10−6

438100 ×10−6 + 0,006000918274

47/66 )=0,8440516909 %

Δ p2s=¯p (he)s .δ p (he) s =0,311980303× 0,00 8440516909=0,002633275023 ≈ 0,002633(kg.m / s)

p (he)s =¯p (he)s ± Δ p (he)s =(0,311980303 ± 0,002633275023)¿(311980 ± 2633).10−6(kg.m/s)

- Động lượng của hệ (2 xe) sau va chạm có giá trị trong khoảng:

2.2.3 Nghiệm định luật bảo toàn động lượng đối với va chạm đàn hồi:

¯p (he)s −Δ p(he)s =309347 10−6

¯p (he)s =311980 10−6

¯p (he)s + Δ p(he)s =314613 10−6

¯p(he)−Δ p(he)=311740.10 −6

¯p (he) +Δ p(he)=314613 10−6

- KẾT LUẬN: Định luật bảo toàn động lượng đã được nghiệm đúng với độ chính xác

ε= 1 δ p (he)= ¯p (he)

Δ p (he)= 313177.10−6

1436 10 −6 = ¿218,0898329

BÀI 3

XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC

THUẬN NGHỊCH

Họ và tên : Võ Hoàng Vũ ; mssv: 20113181 Lớp học: DHCK16B ; Tiết học : 2-6 (sáng chủ nhật )

Mã HP: 420300218005 Ngày bắt đầu học: 05/09/2021

3.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch

3.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TỔNG HỢP TT - TN CỦA 6 BẢNG

¯p(he) =313177.10−6

Bảng đo a(m) ∆a(m) ¯T T (s) ΔT T (s) ¯T N (s) ΔT N (s)

1 0,00 0,00002 1,611440 0,000244 1,613480 0,000276

2 0,01 0,00002 1,613280 0,000276 1,614960 0,000228

3 0,02 0,00002 1,615320 0,000324 1,616280 0,000196

4 0,03 0,00002 1,617240 0,000308 1,617800 0,000180

5 0,04 0,00002 1,619280 0,000196 1,618680 0,000196

6 0,05 0,00002 1,620640 0,000164 1,620600 0,000180

3.3 VẼ ĐỒ THỊ

Căn cứ vào số liệu tổng hợp của 6 bảng, vẽ trên cùng một đồ thị hai đường biểu diễn

T T =f T (a) và T N =f N (a).

- Các giá trị của T đặt trên trục tung theo tỉ lệ : 1 ô vuông ứng với bao nhiêu giây ? = 23/150000=0,000153333

- Các giá trị của a đặt trên trục hoành theo tỉ lệ : 1 ô vuông ứng với bao nhiêu mét ?

¿1,25 10−3

Độ rộng của ô sai số:

+ 2.∆a1 = 2.∆ a2 = 2.∆ a3 = 2.∆ a4 = 2.∆ a5 = 2.∆ a6 = 0,04 mm tương ứng độ rộng là

0,032 ô.

* Độ cao của ô sai số:

+ Độ cao ô sai số của đồ thị con lắc thuận:

- 2.∆TT1 = 0,000488 (s) tương ứng độ cao là 3,18 ô.

- 2.∆TT2 = 0,000552 (s) tương ứng độ cao là 3,6 ô.

- 2.∆TT3 = 0,000648 (s) tương ứng độ cao là 4,23 ô.

- 2.∆TT4 = 0,000616 (s) tương ứng độ cao là 4,02 ô.

- 2.∆TT5 = 0,000392 (s) tương ứng độ cao là 2,55 ô.

- 2.∆TT6 = 0,000328 (s) tương ứng độ cao là 2,14 ô.

+ Độ cao ô sai số của đồ thị con lắc nghịch:

- 2.∆TN1 = 0,000552 (s) tương ứng độ cao là 3,6 ô.

- 2.∆TN2 = 0,000456 (s) tương ứng độ cao là 2,97 ô.

- 2.∆TN3 = 0,000392 (s) tương ứng độ cao là 2,55 ô.

- 2.∆TN4 = 0,000360 (s) tương ứng độ cao là 2,35 ô.

- 2.∆TN5 = 0,000392 (s) tương ứng độ cao là 2,55 ô.

- 2.∆TN6 = 0,000360 (s) tương ứng độ cao là 2,35 ô.

- Vẽ đường cong liền nét đi qua các ô sai số cho đồ thị chu kỳ con lắc thuận và đồ thị chu

kỳ con lắc nghịch Từ đồ thị suy ra vị trí giao điểm của hai đường biễu diễn :

¯T=¯T T = ¯T N =1,618030(s)

T = ¯T ± Δ T=(1,618030± 0,000196)(s)

3.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- L= O1O2=¯L ± Δ L(dc)=(788,0± 0,5).10−3(m)

- Giá trị trung bình của gia tốc trọng trường:

¯g= 4 π2¯L

(¯T) 2 = 4.(3,141)2.788,0 10−3

(1,618030) 2 =11,87815 375=11,878154 (m/s2 )

- Sai số :

¯π + ΔL ¯L +2 ΔT ¯T )=11,87815375 (2 0,0013,141+ 0,5.10−3

788,0.10−3+2 0,0001961,618030)=0,017977913 29=0,017978(m/s2 )

KẾT QUẢ :