Tên các dụng cụ

1. Thước đo cao (thang đo) — để đo khoảng cách rơi h.
2. Nam châm điện / chốt giữ vật (bộ giữ vật) — giữ viên nặng tại vị trí ban đầu, khi tắt nam châm vật rơi.
3. Hộp giữ/khung trên (gắn nam châm).
4. Cảm biến (photo-gate / cảm biến tiếp xúc hoặc thanh phát nhận) — để phát/nhận tín hiệu khi vật rơi tới một vị trí xác định (nếu có).
5. Chân đế — giữ thang đo đứng vững.
6. Bộ hiển thị thời gian (đồng hồ điện tử / bộ đếm thời gian) — hiển thị thời gian rơi t.
7. Công tắc / nút khởi động / bộ điều khiển — điều khiển tắt nam châm và bắt đầu/ghi thời gian.

Ghi chú: nếu bộ thiết bị bắt đầu đồng hồ khi nam châm tắt và dừng khi cảm biến nhận vật, thì ta có thời gian rơi chính xác; nếu không có cảm biến dừng, ta có thể đo thời gian thủ công với đồng hồ, nhưng kém chính xác.

Các bước tiến hành

1. Lắp đặt: Đặt thang đo thẳng đứng trên chân đế (5), lắp nam châm giữ vật (2,3) ở vị trí trên cùng mong muốn. Kết nối cảm biến (4) với bộ hiển thị thời gian (6) theo hướng dẫn thiết bị.
2. Đo chiều cao rơi h: Chọn vị trí buông vật sao cho đáy viên nặng cách điểm nhận tín hiệu (cảm biến) hoặc đáy khoảng cách một độ cao h nhất định. Dùng thước (1) đọc chính xác h (đơn vị: m). Ghi lại h.
3. Chuẩn bị thí nghiệm: Đặt viên nặng vào nam châm điện, kiểm tra bộ hiển thị thời gian về 0, kiểm tra kết nối cảm biến.

Các bước tiến hành

1. Lắp đặt: Đặt thang đo thẳng đứng trên chân đế (5), lắp nam châm giữ vật (2,3) ở vị trí trên cùng mong muốn. Kết nối cảm biến (4) với bộ hiển thị thời gian (6) theo hướng dẫn thiết bị.
2. Đo chiều cao rơi h: Chọn vị trí buông vật sao cho đáy viên nặng cách điểm nhận tín hiệu (cảm biến) hoặc đáy khoảng cách một độ cao h nhất định. Dùng thước (1) đọc chính xác h (đơn vị: m). Ghi lại h.
3. Chuẩn bị thí nghiệm: Đặt viên nặng vào nam châm điện, kiểm tra bộ hiển thị thời gian về 0, kiểm tra kết nối cảm biến.
4. Thả vật và ghi thời gian: Kích hoạt thí nghiệm: tắt nam châm điện (bằng công tắc 7) → viên nặng rơi. Bộ hiển thị (6) bắt đầu đếm khi nam châm tắt và dừng khi cảm biến (4) nhận vật (hoặc bộ tiếp nhận tín hiệu). Ghi thời gian t.

Thanh dài AB = 4 m, trọng tâm tại O nhưng khối lượng không đáng kể ⇒ chỉ xét mômen các lực.

• F_1 = 20\,N đặt tại A
• F_2 = 100\,N đặt tại B
• OA = 1\,m ⇒ OB = 4 - 1 = 3\,m
• Thêm lực F_3 = 160\,N tại C sao cho thanh cân bằng.

Chọn chiều quay:

• F_1 gây xoay thuận quanh O
• F_2 gây xoay ngược
• Muốn cân bằng thì mômen tổng thuận = mômen tổng ngược

F_1 \cdot OA + F_3 \cdot OC = F_2 \cdot OB

Thay số:

20 \cdot 1 + 160 \cdot OC = 100 \cdot 3

20 + 160OC = 300

160OC = 280

OC = \frac{280}{160} = 1,75\,m

Kết luận:

OC = 1,75 m

Tóm tắt:

• m = 12\,kg
• Lực kéo F = 30\,N
• Hệ số ma sát trượt \mu = 0,2
• g = 9,8\,m/s^2

Tính lực ma sát:

F_{ms} = \mu \cdot N = 0,2 \cdot (12 \cdot 9,8) = 23,52\,N

Lực kéo lớn hơn ma sát nên vật chuyển động theo chiều của lực kéo.

Lực tổng:

F_{k} = F - F_{ms} = 30 - 23,52 = 6,48\,N

Gia tốc:

a = \frac{F_{k}}{m} = \frac{6,48}{12} = 0,54\,m/s^2

Kết luận:

• Phương: ngang
• Chiều: cùng chiều lực kéo
• Độ lớn gia tốc: a = 0,54\; m/s^2