Равноускоренное прямолинейное движение

Равноускоренное движение - это движение с постоянным ускорением. Для того чтобы убедиться в постоянстве ускорения, нужно измерять его в различные моменты времени, но это весьма сложная экспериментальная задача. Мы убедимся в равноускоренности движения тела иначе.

На фотографии представлено падение шарика. Съемка производилась в стробоскопическом освещении, вспышки лампы происходили через равные промежутки времени, и в момент вспышки лампы фотографировалось положение шарика. Мы видим, что за равные промежутки времени шарик проходит при падении все большие и большие участки пути. Каково же соотношение между этими участками?

Вы видите на экране прямую AD, вдоль которой равноускоренно движется тело с начальной скоростью, равной нулю. Участки S₁, S₂, S₃ пройдены телом за равные промежутки времени t. Участок S₁ (AB) будет равен (a/2) * t², где а - ускорение, с которым движется тело. Отрезок S₂ (BC) - это разность двух отрезков - AC и AB. Отрезок AC пройден телом за время 2t, а отрезок AB - за время t, поэтому отрезок BC будет равен (a/2) * (2t)² - (a/2) * t², то есть 3 * (a/2) * t². Точно так же отрезок S₃ - разность двух отрезков - AD и AC, будет равен (a/2) * (3t)? - (a/2) * (2t)² = 5 * a/2 * t². Таким образом, мы видим, что участки S₁, S₂ и S₃, пройденные телом в равноускоренном движении при начальной скорости, равной нулю, за равные промежутки времени, относятся как последовательные нечетные числа 1, 3, 5 и т. д.

Обратимся к опыту. К нити привязан груз. Нить намотана на вал, на валу находится крестовина. При движении груза вниз крестовина вращается, ее вращение тормозит падение груза, и он движется вниз с ускорением меньшим, чем g, чем ускорение свободного падения. На рейке находится шкала, она разбита равными отрезками на отдельные участки. В первом участке содержится один такой отрезок, во втором - три подобных отрезка, на третьем участке - пять таких отрезков, на последнем участке - семь таких отрезков. Значит, пути S₁, S₂, S_3, S₄ относятся как последовательные нечетные числа 1, 3, 5, 7. Если груз действительно будет двигаться равноускоренно вниз, то он должен будет проходить эти участки (1, 3, 5, 7) за одинаковое время. Мы будем оценивать время движения груза по ударам метронома. Мы отпустим груз в момент удара метронома и будем следить за движением груза, одновременно слушая удары метронома. Следите за опытом.

Повторим опыт еще раз.

Мы действительно убедились в том, что груз падал вниз равноускоренно.