Mục đích: Đo được gia tốc rơi tự doI Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do Khi tác động của lực cản môi trường lên vật rơi là không đáng kể, mọi vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơ
Trang 1Thực hành đo gia tốc rơi tự do
Bài 8:
Trang 2Giả sử bạn có một quả táo và một cái lông chim, khi thả rơi chúng
thì cái nào sẽ chạm đất trước?
Khởi động
Trang 3Năm 2014, NASA đã thực hiện thí nghiệm thả rơi một quả bóng bowling và những sợi lông vũ trong phòng chân không từ cùng một độ cao Kết quả cho thấy quả bóng
bowling và những sợi lông vũ luôn chạm đất đồng thời Tại sao lại như vậy?
Khởi động
Trang 4Thảo luận
Thực hiện thí nghiệm thả đồng thời một viên bi và một tờ giấy từ cùng một độ cao a) Nhận xét về thời gian di chuyển từ khi bắt đầu thả đến khi chạm đất của hai vật b) Hãy dự đoán trong điều kiện nào thì hai vật sẽ chạm đất
Trang 5Thảo luận
Thực tế khi loại bỏ lực cản (sợi lông chim được đặt trong ống thủy tinh hút chân không) thì sợi lông chim rơi chạm đất cùng lúc với quả táo
“Vật nặng và vật nhẹ rơi nhanh như nhau”
Trang 61 Mục đích: Đo được gia tốc rơi tự do
I Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do
Khi tác động của lực cản môi trường lên vật rơi là không đáng kể,
mọi vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau
Đây chính là sự rơi tự do
2 Cơ sở lí thuyết:
Khi một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc đầu với gia tốc a không đổi thì độ dịch chuyển của vật tại thời điểm t được xác định bằng biểu thức:
at2
Trang 73 Dụng cụ:
I Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do
- Giá đỡ (thanh nhôm) có gắn dây dọi (1)
- Cổng quang điện (2)
- Đồng hồ đo thời gian hiện số (3)
- Nam châm điện (4)
- Công tắc điện (5)
- Vật nặng
- Êke vuông ba chiều dùng để xác định vị trí đầu của vật rơi
- Thước đo có độ chính xác đến mm
Trang 84 Tiến hành thí nghiệm:
I Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do
Bước 1:
• Lắp NCĐ ở đầu trên của thanh nhôm
• nối với cổng A của đồng hồ thông qua công tắc điện
• Nối cổng quang điện (cách NCĐ đoạn d) vào cổng B của đồng hồ
Bước 2:
• Điều chỉnh cho giá đỡ thẳng đứng sao cho quả nặng của dây dọi sẽ nằm ở tấm lỗ tròn
• Thiết lập đồng hồ ở chế độ AB để đo thời gian
từ lúc thả đến khi vật chắn cổng quang điện
Trang 94 Tiến hành thí nghiệm:
I Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do
Bước 4:
• Khi vật rơi qua cổng quang điện, đồng
hồ sẽ dừng
• Đọc thời gian rơi trên đồng hồ và ghi số liệu
Bước 3:
• Đặt vật rơi vào vị trí NCĐ (dùng eke để xác định VTBĐ của vật)
• Ấn nút RESET để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000
• Nhấn công tắc điện để vật rơi và khởi động đồng hồ
Trang 105 Báo cáo kết quả thí nghiệm:
I Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do
Bảng số liệu đo độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động rơi
Độ dịch
chuyển
d(m)
Thời gian rơi t (s) Thời gian
rơi trung bình (s)
Sai số thời gian rơi t(s)
Gia tốc rơi
tự do g(m/s 2 )
Lần
1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Độ dịch
chuyển
d(m)
thời gian rơi t(s)
Gia tốc rơi
tự do g(m/s 2 )
Lần
1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Lưu ý: Thực hiện thí nghiệm với ít nhất 3 giá trị d khác nhau Ứng với
mỗi giá trị của d, tiến hành đo thời gian rơi của vật 5 lần
Ghi giá trị độ dịch chuyển của vật và thời gian rơi tương ứng , vào bảng số liệu Xử lí số liệu để tính toán gia tốc rơi tự do kèm với sai số của phép đo
Trang 11Thảo luận
Dựa vào kết quả thí nghiệm, nhận xét về các tính chất của
chuyển động rơi tự do.
• Chuyển động rơi tự do có: phương
thẳng đứng, chiều từ trên xuống
• Chuyển động rơi tự do là chuyển động
nhanh dần
• Công thức tính vận tốc: v = gt
• Công thức tính quãng đường đi được
của vật rơi tự do : gt2
Trang 12Vận dụng
Hãy tiến hành thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giây hoặc điện thoại thông minh So sánh với kết quả được thực hiện tại phòng thí nghiệm
và giá trị chính xác của gia tốc rơi tự do, nêu nhận xét và giải thích kết quả này.
Đo gia tốc Sử dụng App phyphox trên điện thoại
https://www.youtube.com/watch?v=zRGh9_a1J7s
Trang 13Vận dụng
Đo gia tốc Sử dụng App phyphox trên điện thoại
https://www.youtube.com/watch?v=zRGh9_a1J7s
Hãy tiến hành thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giây hoặc điện thoại thông minh So sánh với kết quả được thực hiện tại phòng thí nghiệm
và giá trị chính xác của gia tốc rơi tự do, nêu nhận xét và giải thích kết quả này.
Trang 14Isaac Newton (1642 – 1727)
Lịch sử
Newton là người đầu tiên nghiên
cứu loại trừ ảnh hưởng của
không khí lên sự rơi của các vật.
Ống Newton hiện nay
Ống Newton gồm một ống thủy tinh kín bên trong có chứa một viên bi
chì và một cái lông chim
Thí nghiệm của Newton
Trang 15Thí nghiệm của Galileo ở tháp nghiêng thành Pisa (Italia)
Galileo Galilei, 1564 - 1642
Ông thả các quả tạ nặng khác nhau rơi đồng thời từ tầng cao của tòa tháp và nhận thấy chúng rơi đến mặt đất cùng một lúc
Trọng lượng của các quả nặng rất lớn so với lực cản của không khí nên có thể bỏ qua sức cản và coi sự rơi của các quả tạ là sự rơi tự do
Lịch sử
