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
1. Підключіть одну сонячну батарею від калькулятора (більше 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, навантажте резистором на 100 кОм і підключіть до цього входу через конденсатор на 0,1 мкФ - він не пропустить до них постійну складову.
2. Встановіть програму Audacity на комп 'ютер. 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. У режимі запису переконайтеся, що при різкому закриванні і відкриванні сонячних батарей на осциллограмі з 'являються помітні обурення.
3. Увімкніть режим запису у Audacity. Скиньте тіло вниз таким чином, щоб воно спочатку перекрило одну сонячну батарею, а потім - обидві.
4. Зупиніть запис. На осцилограмі (або двох осцилограмах, якщо звукова карта обладнана стереофонічним входом), використовуючи вбудовану в програму шкалу, виміріть проміжок часу між піками обурень. Він буде виражений в секундах.
5. Лінійкою виміряйте відстань між сонячними батареями. Переведіть його з сантиметрів на метри. Поділіть цю відстань на проміжок часу, виміряний за допомогою програми Audacity, і ви отримаєте швидкість падіння безпосередньо перед дотиком тілом поверхні. Вона буде виражена в метрах в секунду. За потреби переведіть її в інші одиниці, наприклад, кілометри на годину (1 км/год = 0,2 (7) м/с). Спробуйте порівняти цю швидкість з розрахованою 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 порівняно з розрахунковою, тим більший вплив опору повітря.