ЯК знайти швидкість падіння :: Природничі науки

Швидкість падіння тіла в повітрі, на відміну від безповітряного простору, залежить не тільки від початкової швидкості, висоти і прискорення вільного падіння, але і від опору повітря. Оскільки вплив останнього залежить від форми тіла і насилу піддається математичному обліку, найбільш раціонально виміряти цю швидкість безпосередньо.

Вам знадобиться

- комп'ютер зі звуковою картою;
- дві сонячні батареї від калькуляторів;
- лінійка;
- будівельний рівень;
- освітлювальний прилад.

Інструкція

Підключіть одну сонячну батарею від калькулятора (більші використовувати не можна) до лівого каналу лінійного входу звукової карти, а іншу - до правого. Врахуйте, що у деяких звукових карт стереофонічним є тільки вихід, а вхід - монофонічний, і на ньому, до того ж, присутня напруга живлення мікрофона. Тоді з'єднайте сонячні батареї послідовно, дотримуючись полярності, навантажите резистором на 100 кОм і підключіть до цього входу через конденсатор на 0,1 мкФ - він не пропустить до них постійну складову.

Встановіть на комп'ютер програму Audacity. Розташуйте сонячні батареї біля поверхні строго вертикально (використовуючи будівельний рівень) на такій відстані один від одного, щоб воно було приблизно вдвічі менше діаметра падаючого тіла. Направте на них освітлювач з відстані близько метра. Запустіть програму. В режимі запису переконайтеся в тому, що при різкому закриванні і відкриванні сонячних батарей на осциллограмме з'являються помітні обурення.

Включіть в програмі Audacity режим запису. Скиньте тіло вниз таким чином, щоб воно спочатку перекрило одну сонячну батарею, а потім - обидві.

Зупиніть запис. На осциллограмме (або двох осцилограмах, якщо звукова карта обладнана стереофонічним входом), використовуючи вбудовану в програму шкалу, виміряйте проміжок часу між піками збурень. Він буде виражений в секундах.

Лінійкою точно виміряйте відстань між сонячними батареями. Переведіть його з сантиметрів в метри. Поділіть цю відстань на проміжок часу, виміряний за допомогою програми Audacity, і ви отримаєте швидкість падіння безпосередньо перед торканням тілом поверхні. Вона буде виражена в метрах в секунду. При необхідності переведіть її в інші одиниці, наприклад, кілометри на годину (1 км / ч = 0,2 (7) м / с). Спробуйте порівняти цю швидкість з розрахованої за формулою V = sqrt (2hg), де V - швидкість, м / с, h - висота, м, g - прискорення вільного падіння, 9,822 м / с². Чим менше виявиться виміряна швидкість в порівнянні з розрахунковою, тим більше вплив опору повітря.