50641

Найти кинематический закон движения точки

Лабораторная работа

Физика

Найти кинематический закон движения точки. Спроецируем точки на координатные оси с учетом масштаба и выпишем таблицу координат точки считая что фотографирование началось при t=0. Окончательно найденный кинематический закон движения материальной точки: x=xt= 296t55 и y=yt= 182t225t5 Задание№2. Найти модуль скорости точки в середине интервала наблюдения и углы составляемые вектором скорости с осями координат в этот момент.

Русский

2014-01-27

230 KB

1 чел.

Задание№1.

Найти кинематический закон движения точки.

Спроецируем точки на координатные оси с учетом масштаба и выпишем таблицу координат точки, считая, что фотографирование началось при t=0.

t,  см

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

x, см

5

35

65

94

124

154

183

213

242

y, см

5

7

12

21

33

50

69

93

120

Δxразбрyразбр=0;

Δxокр=0,5 мм.

Δxприб=·0,2=0,13 мм.

Δxпроект=0,5 мм.

Δx=Δy=;

После подставления результирующая погрешность будет равна:

Δxy=

Для установленной функциональной зависимости x=x(t) изобразим данные таблицы, откладывая время t по горизонтали, а координату x по вертикали.

Пусть уравнение искомой прямой имеет вид  x=a·t+b, где a и b – постоянные. Найдем такие значения a и b, при которых достигается минимум суммы S. Условия минимума имеют вид , что дает систему уравнений:

Подставляя численные значения и решая данную систему относительно a и b, получим:

a=296,33≈296 см. и b=5,36≈5,5 см.

Таким образом искомая зависимость x=x(t) имеет вид:

x=x(t)=296·t+5,5.

Для нахождения функциональной зависимости y=y(t) поступим аналогичным образом:

Решая данную систему относительно a0, a1 и a2, получим:

a0=182,4≈182 см, a1= –2,4≈ –2,5 см. и a2=5,2≈5 см.

Таким образом искомая зависимость y=y(t) имеет вид:

y=y(t)=182·t2–2,5·t+5.

Для определения доверительной вероятности y(t) рассчитаем критерий Пирсона:

. Подставляя значения, получим: χ2=

n – число степеней свободы. n=9-(3+1)=5. Доверительная вероятность Р≈97%.

Окончательно найденный кинематический закон движения материальной точки:

x=x(t)= 296·t+5,5 и y=y(t)= 182·t2–2,5·t+5

Задание№2.

Найти модуль скорости точки в середине интервала наблюдения и углы, составляемые вектором скорости с осями координат в этот момент. Изобразить вектор скорости.

Скорость найдем при t=0,5с. Используя формулы  и , получим:

Vx=296 см/с;

Vy=182·t–2,5 см/с;

Из формулы  получим:

. Полагая, что t=0,5с. получим:

Vx=296 см/с.

Vy=89 см/с.

V=310 см/с.

Найдем углы, которые составляет вектор скорости с системой координат.

Из формул и  получим:

=0,86;

30;

;

70;

Рассчитаем погрешности при проведении расчетов:

При Vx=296 см/с.

ΔVx=5 см/с.

Vx=(296±5) см/с.

Для нахождения ΔVy запишем выражение Vy=182·t–2,5 в следующем виде:

Vy=2C0+C1, где C0=91 см/с. C1=–2,5 см/с. ΔC0=5 см/с. ΔC1 =0,05 см/с. Δt=0,05 с.

Найдем   ΔVy    следующим   образом: == =5см/с.

Таким образом, следует записать:

Vx =(296±5) см/с; Vy =(89±5) см/с.

Задание№3.

Найти ускорение точки в тот же момент времени и углы, составляемые вектором ускорения, с осями координат. Изобразить вектор ускорения.

Используя формулы  и , получим: ax=0 см/с2; ay=182 см/с2; Δax=0см/с2, Δay=5см/с2 =182 см/с2.

=== = = 5 см/с2.

a=(182±5) см/с2.

 

Задание№4.

Найти тангенциальное и нормальное ускорение точки в тот же момент времени. Показать векторы ā1τ и ā1n.

;

52 см/с2.

Δa1τ= =

=

=см/с2.

a=(52±3,4) см/с2;

a1n=

a1n=174 см/с2.

Δan=

==5,3см/с2.

a1n=(174±5,3) см/с2.

Задание№5.

Найти радиус кривизны траектории в точке, соответствующей тому же моменту времени.

Используя формулу , найдем:

R=см

= см.

R=(552±24,5) см.

Задание№6.

Найти зависимость пройденного пути S от времени t, т. е. функцию S=S(t).

Задание№7.

Найти среднюю скорость и ускорение за весь интервал наблюдения.

Среднюю скорость найдем по формуле:

Vср=, где t1=0c, t2=0,8c.

r(t)=x(t)+y(t);

r(t)=182·t2–2,5·t+5+296·t+5,5=182·t2+293,5·t+10,5;

Vср=см/с.

aср=

;

V1= см/с.

V2=см/с.

aср=см/с2.

Задание№8.

Написать уравнение траектории точки.

x(t)=296·t+5,5

y(t)=182·t2–2,5·t+5

 

y==

=0,002·x2–0,031·x+5,109;

y=0,002·x2–0,031·x+5,109.

Вывод:

Изучил основы теории погрешностей и методов обработки экспериментальных результатов. Определил кинематические характеристики по стробоскопическим фотографиям.

1) Нашел кинематический закон движения:

x(t)= 296·t+5,5.

y(t)= 182·t2–2,5·t+5.

2) Нашел зависимость y(t) с доверительной вероятностью 97%.

3) Нашел модуль скорости в середине интервала

Vx =(296±5) см/с.

Vy =(89±5) см/с.

 V=(310±5) см/с.

и углы, составляемые вектором скорости с осями координат в этот момент

30;

70;

4) Нашел ускорение в этот момент времени

ax=0 см/с2;

 ay=(182±5) см/с2.

 a=(182±5) см/с2.

5) Нашел тангенциальное и нормальное ускорение точки в тот же момент времени

aτ=(52±3,4) см/с2;

an=(174±5,3) см/с2.

6) Нашел радиус кривизны траектории в точке, соответствующей тому же моменту времени

R=(552±24,5) см.

7) Нашел среднюю скорость и ускорение

Vср≈439 см/с.

aср ≈41 см/с2.

8) Написал уравнение траектории точки

y=0,002·x2–0,031·x+5,109.

7


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53313. Козацька Україна 290 KB
  Рубрика Секрети старого козака. lмпровізована сцена біля дошки яка містить елементи відтворення української хати мальованого образу козака українського орнаменту та квітів. Виходять учень та учениця в українських костюмах: Ученькозак: В сивусиву давнину Козаки йшли на війну Бо на рідну Україну Сунулися без упину Ляхи турки та татари Москалі та яничари. Ученицякозачка: Козаки скликають раду: Не буде ворогу пощади Вірні коні рвуться в битву Крешуть іскри зпід копита.
53314. Використання НІТ в адміністративно-господарській діяльності школи 143 KB
  Впровадження НІТ в адміністративно-господарську діяльність школи Напрямки: Організаційне забезпечення. Розвиток єдиного інформаційного простору школи. функціонування інформаційноуправлінської господарської системи закладу; розробка методики використання НІТ в учбовому процесі; застосування різних форм мотивація вчителів працівників школи до використання НІТ в навчальновиховному процесі атестація матеріальне заохочення тощо.
53315. Хлеб - всему голова 41.5 KB
  Воспитывать любовь уважение и бережное отношение к труду и хлебу. Оборудование: Плакат Хлеб - всему голова колоски пшеницы иллюстрации к теме Ход 1. Ребята как вы думаете что это Хлеб.
53316. Хліб – годувальник, всьому голова 38.5 KB
  Мета: виховувати бережне ставлення до хліба повагу до хліборобів. Обладнання: у святковоприбраній світлиці на столі на вишитій скатертині скіп пшениці хлібина вироби з тіста. На землі вирощують хліб.
53318. Цілую хліб гарячий на столі, що пахне сонцем, щедрістю і полем 80 KB
  Мета: Познайомити з історією вирощування хліба з народними традиціями повязаними з хлібом. Виховувати шанобливе ставлення до хліба повагу до праці хлібороба. План заходу Хліб символ святості радості щастя здоровя та багатства.
53319. Хліб – осколок сонця на землі 326 KB
  Мета: розвивати допитливість кмітливість спостережливість уважність; розвиток логічного мислення; виховувати повагу до землі людей праці; шанобливе ставлення до хліба. Обладнання: хлібні вироби пшеничні колоски у вазі мультимедійний проектор презентація Хліб на нашому столі диск із записом ліричної музики. Методи і прийоми навчання: розповідь учителя елемент бесіди виразне читання віршів; інтервю розгляд ілюстрацій обговорення прислівїв про хліб.
53320. Хліб – святість рідної землі 162 KB
  Виховувати бережливе ставлення до хліба повагу до праці хліборобів до рідної землі. Хід заходу 1й ведучий Добрий день дорогі наші гості 2й ведучий Запрошуємо Вас до нашої господи на хліб та сіль на слово наше щире на бесіду мудру 1й ведучий Кожен з нас знає що головний злак землі пшениця. Мабуть звідси і пішло: Хліб усьому голова 2 ведучий Довгий і нелегкий шлях від пшеничного колоска до смачного...
53321. Нумо, хлопці! 50.5 KB
  Ви – сильна половина нашого суспільства, майбутні воїни, захисники нашої держави. На вас наші надії і сподівання. Тож вітаємо вас і для вас сьогодні вірші, пісні, конкурси.