Порядок выполнения работы. Обработка результатов измерений. Компьютерный эксперимент

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Компьютерный эксперимент

Компьютерный эксперимент позволяет изменять количество топлива, помещенного в ракету, определять максимальную скорость ракеты. Компьютерная программа предусматривает графический вывод на монитор зависимости скорости движения ракеты от времени V = f (t), а также значение максимальной скорости ракеты. Кроме этого в пошаговом режиме на экран выводится информация о массе ракеты в данный момент времени.

1. Компьютер.

2. Программа «Открытая физика 1.1» ООО «Физикон».

1. Установите программу «Открытая физика 1.1» на компьютер.

2. Запустите установленную программу, в разделе – «Содержание», откройте вкладку «Механика», выберите компьютерную модель – «Реактивное движение», рисунок 3.

3. Включите непрерывный режим компьютерного эксперимента. Нажмите «Старт» и «Выбор». Установите начальную массу (М ₀ = 10 т) ракеты вместе с топливом в соответствии с таблицей 1 для первого эксперимента.

4. Проведите первый эксперимент. Нажмите «Старт» и на экране монитора наблюдайте движение ракеты в пространстве. Проанализируйте построенный график зависимости скорости движения ракеты от времени. Определите из графика максимальную скорость ракеты при полном сгорании топлива, когда ракета движется равномерно, без ускорения. Результаты измерения запишите в таблицу 1.

Рисунок 3 - Модель «Реактивное движение»

Таблица 1 - Результаты измерений

Номер эксперимента
Первоначальная масса ракеты и топлива, M 0, т
Максимальная скорость движения ракеты, V max, м/c

5. Повторите модельный эксперимент по пунктам 3 и 4 для всех девяти опытов. Результаты измерений запишите в таблицу 1.

6. Для начальной массы ракеты с топливом (по указанию преподавателя) через каждые 100 секунд зафиксируйте скорость ракеты и ее массу вместе с топливом. Для этого, после установления заданной массы топлива, нужно воспользоваться пошаговым режимом работы программы.

На панели инструментов нажмите кнопку – «Остановить все» – , далее нажмите – «Старт» – , после чего, нажимая необходимое число раз, на кнопку – «Выполнять по шагам» – проведите эксперимент. Результаты измерения запишите в таблицу 2.

7. По данным таблицы 1, постройте график зависимости V _max от M ₀. По графику определите необходимый запас топлива для достижения первой и второй космических скоростей.

8. По данным таблицы 2 постройте графики зависимости скорости V(t) и массы ракеты M = m(t) от времени.

9. По графику M = m(t) определите скорость расхода топлива U _топ.

10. По данным таблицы 2 рассчитайте значения ln M₀ / M, и постройте график зависимости V(t) от ln M₀ / M. По графику определите скорость истечения газов U.

Тангенс угла наклона зависимости характеризует скорость истечения газов:

.

Таблица 2 - Результаты измерений

Номер опыта	М п, кг	МТ, кг	M0, кг	t, c	V(t), м/с	M, кг	ln M0 / M

Дата добавления: 2014-12-08