Fyzika Pokusné pozorovanie vzájomných premien mechanických foriem energie

4.laboratórne cvičenie
Meno:
Dátum:
Téma: Pokusné pozorovanie vzájomných premien mechanických foriem energie.
Úloha: Pozorujte vzájomné premeny mechanických foriem energie a opíšte ich. Teória: Ak je guľôčka vo výške h nad povrchom stola, jej potenciálna energia je vzhľadom na povrch stola Ep1= m g h. Po uvoľnení guľôčky sa mení potenciálna energia tiažová Ep1 na kinetickú energiu Ek1. Po náraze na guľôčku 2 sa časť kinetickej energie guľôčky 1 zmení na iné formy energie a guľôčke 2 sa odovzdá iba časť kinetickej energie Ek2 < Ek1 (sústava nie je izolovaná). Guľôčka 2 má okrem toho vzhľadom na rovinu podlahy svoju potenciálnu energiu tiažovú Ep2 = m g H. Guľôčka 2 sa po náraze začne pohybovať a dopadne na podlahu do bodu D.
Pomôcky: stojan, niť, dve guľôčky s rovnakou hmotnosťou z rovnakého materiálu, dĺžkové meradlo, kopírovací papier
Postup:
1. Zostavte zariadenie podľa obrázka. Guľôčku položte na okraj stola tak, aby sa dotýkala guľôčky 1 v pokoji. Určite výšku H, t.j. vzdialenosť stredu guľôčky 2 od podlahy.
2. Guľôčku 1 zdvihnite pri napnutej niti do výšky h a potom ju bez nárazu uvoľnite.
3. Určite miesto dopadu guľôčky 2. Miesto dopadu guľôčky 2 zistíte tak, že na podlahu položíte biely list papiera prekrytý kopírovacím papierom. Po dopade guľôčka nechá na bielom papieri tmavú stopu. Pokus opakujte niekoľko krát, pri rovnakej výške h a rovnakej polohe papiera na podlahe. Keď si prezriete záznam dopadu guľôčky 3, zistíte , že miesta dopadu sú rozmiestnené rôzne, vznikol rozptyl miest dopadu. Z daných miest dopadu si zvoľte disjunktné dvojice. Stredy týchto dvojíc spojte úsečkou a zostrojte stred úsečky. Potom spojte stredy nových úsečiek. Tento postup opakujte, kým neurčite bod, ktorý pokladáme za bod stredného dopadu D. 4. Ďalej zistite vzdialenosť d bodu D od päty kolmice zostrojenej zo stredu guľôčky 2 v jej pokojovej polohe na stole.
5. Zo vzťahu určite veľkosť rýchlosti, ktorú guľôčka 2 získala nárazom guľôčky 1.

Teraz môžete určiť polohovú energiu tiažovú guľôčky 1 a kinetickú energiu guľôčky 2 tesne po náraze a porovnať ich veľkosti.
6. Celé pozorovanie opakujte pri rôznych výškach h.
7. Namerané hodnoty zapíšte do tabuľky.
Tabuľka:
Číslomerania H d v Ep1 Ek2 Ep1 - Ek2
M m m.s-1 J J J
1.2.3.4.5.6.7.8. 0,030,040,050,060,070,080,090,1 0,250,260,280,290,310,320,340,36 0,590,630,660,690,740,760,810,86 0,00780,010,0130,0150,0180,020,0230,026 0,00450,0050,0060,00620,0070,00750,00850,0096 0,00330,0050,0070,00880,0110,0125 0,0145 0,0164 0,4230,50,540,580,610,630,63040,6307
Vzorový výpočet:






Záver: V tomto laboratórnom cvičení sme si priblížili premeny energii dvoch guličiek. Pozorovali sme taktiež, že pri zvýšení h sa nám zvýšila potenciálna aj kinetická energia. Chyby merania sú spôsobené náročnosťou pokusu.