السكة الهوائية

الهدف:

 دراسة تسارع جسم من دون احتكاك باستخدام المسار الهوائي. حساب تسارع الجاذبية الأرضية.

الأجهزة:

جهاز توقيت, بوابة كهروضوئية, مسطرة قياس, قطع معدنية لرفع العربة,  جهاز المسار الهوائي وهوعبارة عن انبوب مربع الشكل مقفل الطرفين  به ثقوب صغيرة جدا, فإذا تم ضخ الهواء من أحد طرفي الأنبوب فإن الهواء يخرج منها مما يجعل العربة تسير فوق الأنبوب من دون أن تلامسه.

نظرية التجربة:

إذا تحرك جسم بتسارع على خط مستقيم فإن العلاقة بين السرعة و المسافة المقطوعة خلال الرحلة والتسارع هي:

كما تنص قوانين الحركة.

ولعربة بدأت من السكون تسير على المسار الموضح في الشكل فإنه:

حيث () هي الزاوية التي يميل بها المسار, ويمكن حسابها من المعادلة:

ومنه تصبح معادلة الحركة:

فإذا رسمت العلاقة البيانية بين  و )على المحور السيني) فإن الميل

خطوات العمل:

1-     ضع المسار الهوائي بشكل أفقي. شغل مضخة الهواء وضع العربة فوق المسار وعدل مستوى المسار حتى تصبح العربة ثابتة.

2-     وصل الأسلاك من البوابة الكهروضوئية إلى ساعة الإيقاف.

3-     عدل وحدة القياس على ساعة الإيقاف حتى تصبح 0.001 ثانية.

4-     ثبت البوابة الكهروضوئية على آخر المسار.

5-     قس المسافة بين أرجل المسار

6-     قم بوضع أحد القطع المعدنية تحت رجل المسار حتى يصبح مائلا إلى جهة البوابة. سجل ارتفاع القطعة  في الجدول.

7-     ضع العربة على المسار على بعد  من البوابة. تقاس المسافة من بداية العربة إلى منتصف البوابة الكهروضوئية.

8-     صفِّر ساعة الإيقاف واترك العربة تتحرك حتى تتعدى البوابة. يوجد على رأس العربة قطعة تحجب النور داخل البوابة فتبدأ ساعة الإيقاف بالعد حتى تمر القطعة. بذلك يصبح الوقت الذي تم قياسه هو الوقت الذي استغرقته العربة في المرور ويمكن حساب السرعة بقسمة طول القطعة التي على رأس العربة على الزمن الذي استغرقته للمرور داخل البوابة.

9-     قم بقياس الوقت ثلاث مرات واحسب متوسط الزمن.

10- احسب سرعة العربة وسجلها في الجدول.

11- أعد القياسات باستعمال ارتفاعات أخرى .

النتائج:

الصفحة السابقة