דוח ניסוי בפיזיקה נפילת גופים

נפילת גופים

---

מטרת הניסוי

לבדוק את השפעת מסת הגוף על תנועתו.

ציוד

משקולת כבדה, משקולת קלה, סרט נייר, מודד זמן מחובר לספק, עגלה חסרת חיכוך, מסילה בשיפוע.

חומר תיאורטי

לפי החוק השני של ניוטון, הכוח השקול המופעל על הגוף שווה למכפלת המסה בתאוצתו. ולאחר חישובים, יתברר כי גוף אשר נופל שכוח הכבידה הוא הכוח היחיד המשפיע עליו, תאוצתו שווה לכוח הכבידה בלי תלות למסתו.

מהלך הניסוי

חתכתי רצועה מהחוט, וחיברתי אותה לגוף שיועד להפלה (הכבד הקל). לאחר מכן חיברתי את מודד הזמן לספק לזרם AC בחיבור של 12 וולט מה שגרם לכך שמודד הזמן כל 2 מאיות יצר על הסרט נקודה, והפלתי את הגוף. לאחר ההפלה סיכמתי את נתוני מיקום הגוף בכל שתי מאיות במהלך הנפילה על ידי בדיקת המרחק שעבר הגוף בין כל נקודה על הסרט.

אחרי כן, חישבתי את מהירותו הרגעית בשמונה נקודות, ויצרתי גרפים למיקום ולמהירות. ואז חישבתי את שיפוע קו המגמה של גרף המהירות, המסמל את תאוצת הגוף.

תוצאות הניסויים ועיבודם

מהירות – מטר לשנייה ; מיקום – מטר ; זמן – שניות;

כבד

זמן (כבד)	מקום	מהירות
0.02	0.037	1.975
0.04	0.079	2.150
0.06	0.123	2.350
0.08	0.173	2.500
0.10	0.223	2.625
0.12	0.278	2.800
0.14	0.335	3.050
0.16	0.400	3.350
0.18	0.469

קל

זמן (קל)	מקום	מהירות
0.02	0.0360	1.8750
0.04	0.0750	2.0750
0.06	0.1190	2.1875
0.08	0.1625	2.2500
0.10	0.2090	2.4125
0.12	0.2590	2.5750
0.14	0.3120	2.8000
0.16	0.3710	2.9250
0.18	0.4290

ניתוח תוצאות

לפי שיפועי גרפי המהירות כפונקציה של זמן, נסיק את התאוצות שהתקבלו על שני הגופים. על הגוף הקל הינה 7.3214 מטר לשנייה בריבוע, בעוד על הגוף הכבד הינה 9.2856 מטר לשנייה בריבוע.בגרף המקום כפונקציה של זמן התקבלה פונקציה פרבולית, מה שתואם את הקשר בין מקום לזמן בתנועה בתאוצה.

שגיאה יחסית

נחשב את הטעות היחסית ביחס לתאוצה שהייתה אומרה להתקבל שהינה תאוצת כדור הארץ שערכה 9.807 מטר לשנייה בריבוע.

מסקנות

התאוצה במקרה של העצם הכבד יצאה קרובה לתאוצת הכובד של כדור הארץ, מה שצופה. בעוד תאוצת הגוף הקל הייתה רחוקה יותר מהתאוצה שהייתה אמורה להתקבל, דבר שנגרם עקב השפעה גדולה יותר של כוח הפועל בניגוד לכיוון התנועה, על הסרט שחובר אל הגוף. כוח זה הופעל על ידי מכונת המדידה, שבסימונה על הסרט את הנתונים ירצה חיכוך אתו. מה שהאט את תאוצת הגוף הקל. דבר זה השפיע ברמה גדולה יותר על העצם הקל, עקב כך שמתקיים –

כלומר, ככל שהגוף יותר קל, הכוח המופעל עליו בניגוד לכיוון התנועה יגדל. דבר זה האט גם את תאוצת הגוף הכבד, ולכן תאוצתו הייתה קטנה מהמצופה של 9.807 מטר לשנייה בריבוע.

---

---