Báo cáo thí nghiệm Atwood

mẫu báo cáo xử lí số liệu bài Atwood Trong bài này việc làm sai số giải quyết nó là một việc quan trọng.

BÁO CÁO THỰC HÀNH Khảo sát các định luật cơ bản của Động lực học trên máy ATWOOD

Kíp: Chiều, ngày 21/3/2024

Họ tên: Trần Kim Châu

Mục đích thí nghiệm:

Trang bị những kiến thức về giải pháp thực tiễn để nghiệm lại các định luật cơ bản của động lực học trên máy ATWOOD và kỹ năng sử dụng máy ATWOOD kết hợp với máy đo thời gian để nghiệm lại trên thực nghiệm các định luật cơ bản của động lực học chất điểm

Kết quả thí nghiệm:

1.1 Khảo sát chuyển động thẳng đều.

Bảng 1

- Độ dài của quả nặng m1: h = 32,18  0,02 (mm) (đo bằng thước kẹp)

- Độ chính xác của máy đo thời gian: 0,001 (s)

- Độ chính xác của thước milimét: 1 (mm)

s

ti (s)

v  h (m/s)

- Giá trị trung bình : v = 0,619 (m/s)

t =0,052( s)

- Theo bảng số liệu có: Δt =0,000( s)

- Sai số tuyệt đối của thời gian t : Δt =Δt + Δⅆc =0,000+0,001=0,001( s)

- Sai số tuyệt đối của vận tốc v: ∆ v ≈ v(∆ h

h +∆ t

t )=0 ,619( 0 , 02

32 ,18+0,001

0,052)=0,012288557(m

s )

- Theo quy tắc làm tròn : v  0,012288 = 0,012 (m/s)

Vậy có thể coi gần đúng: v  v = 0,619  0,012 (m/s)

Kết luận: Trong giới hạn sai số v vừa tính được, giá trị vận tốc v của các phép đo trong bảng 1 có giá trị 0,619 m/s (không đổi) Từ đó suy ra chuyển động của hệ vật là chuyển động thẳng đều.

1.2 Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều.

Bảng 2 s

ti (s)

2s

a =

- Giá trị trung bình a = 0,269+0,276+0,274+0,270+0,2635 =¿0.2704 (m/s2)

t s =1,929+1,996+2,093+2,194+2,3075 = 2,104 (s)

s =500+550+600+650+7005 =600×10−3m =0 ,6 (m)

- Sai số trung bình : Δs =60×10−3m =0 ,06 (m)

Δt =0,117( s)

- Sai số tuyệt đối: Δs=Δs+ Δ cⅆ =0,001+0 ,06=0,061 (m)

∆t =Δt + Δ cⅆ = ¿0,001+ 0,117= 0,118 (s)

- Theo công thức ∆ a ≈ a(∆ s s +2∆ t t

s

), sai số tuyệt đối của gia tốc a đối với phép đo cuối cùng trong bảng 2 có giá trị bằng:

Δa ≈ 0,2704.(0,061

0 ,6 +2.0,118

2,104)=¿0,0578207046 (m/s2) Theo quy tắc làm tròn: Δa ≈ 0 , 06 m /s2

Có thể coi gần đúng: a ± Δa= 0,27 ± 0,06(m/s 2 )

Kết luận: Trong giới hạn sai số Δa vừa tính được, gia tốc a của các phép đo trong bảng 2 có giá

trị không đổi Từ đó suy ra chuyển động của hệ vật là thẳng nhanh dần đều.

-Vẽ đồ thị y = f(x) với y = s và x=t2:

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

f(x) = 0.122382630933041 x + 56.1071116073799 R² = 0.987872596891505

ĐỒ thị s-t^2

Thời gian bình phương (s^2)

Kết luận:

- Đồ thị y = f(x) có dạng một đường thẳng.

- Đường đi s của hệ vật chuyển động tỷ lệ bình phương với khoảng thời gian chuyển động t.

- Dựa vào đồ thị này, gia tốc a của hệ vật có giá trị:

a=2.(0,1224.3,719+0,0561)

3,719 = 0,2749694≈ 0,27 (m/s2)

1.2 Nghiệm định luật Newton thứ hai

Bảng 3

ti (s)

- Vì hệ vật chuyển động trên cùng đoạn đường s = 500mm, nên theo công thức

a=2 s

t2

ta có thể viết : a 1 = 0,580 (m/s 2 ), a 2 = 0,285(m/s 2 )

-Từ đó chứng minh được công thức n=a1

a2=(t2

t1)

2

khi lập tỷ số các gia tốc n = a a1

2 -Thay giá trị của t1 và t2 vào (1), ta tính được tỷ số gia tốc:

n = 2,035

với sai số tuyệt đối tính theo công thức ∆ n ≈(∆ t1

t1 +∆ t2

t2 )2 n (1)

Δn ≈( 0,013

1,313+0,011

1,874).2.2,035=0,064187 ≈ 0 ,06

Trong đó Δ t1=0,013 svàΔ t2=0,011s

- Vì hai quả nặng có cùng khối lượng m1=m2=m0, nên theo công thức a ≈ m

¿g

m1+m2+m¿ ta có thể viết:

2 m0+4 m¿=

4 m¿g

2 m0+4 m¿

a2= F1

2 m0+4 m¿=¿ 2 m

¿g

2 m0+4 m¿

Từ đó ta có: n=a1

a2=4 m

2 m=2 ta chứng minh được công thức n=a1

a2=2 (2)

Ta thấy, trong giới hạn sai số ∆ n= 0,06, giá trị tỷ số gia tốc n tính theo (1) xấp xỉ với giá trị của nó trong (2)

Kết luận: Trong điều kiện thí nghiệm này, định luật Newton thứ hai được nghiệm đúng.