Bộ thiết bị chứng minh lực cản của nước

Mã số: PTVL2021-L6.3.2

Nhà sản xuất: AELAB

Mục đích:

  • Chứng minh tồn tại lực cản của nước
  • Khảo sát lực cản phụ thuộc vào tiết diện vật chuyển động
  • Khảo sát lực cản phụ thuộc vào vận tốc

Mục đích:

  • Chứng minh tồn tại lực cản của nước
  • Khảo sát lực cản phụ thuộc vào tiết diện vật chuyển động
  • Khảo sát lực cản phụ thuộc vào vận tốc

Bao gồm:

- 01 hộp đựng nước dài 500 mm, rộng 200 mm, cao 150 mm. Bằng nhựa đúc trong suốt, cứng cáp, chắc chắn, có thể bê di chuyển cả hệ thí nghiệm.

- 01 xe đo có cơ cấu để xe chuyển động ổn định, xe đo có kết hợp với cảm biến lực với độ phân giải tối thiểu 0,1N hoặc xe đo kết hợp với lực kế có độ phân giải tối thiểu 0,1N.

(Giá thành rẻ nhất, chất lượng tốt nhất)

Chứng minh lực cản của nước

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM

Bộ thí nghiệm chứng minh lực cản của nước được bố trí như hình dưới:

Chứng minh lực cản của nước

XẮP XẾP THÍ NGHIỆM

Bước 1: Kiểm tra xe lăn: Lật ngược xe, kiểm tra các bánh xe quay có trơn tru không. Nếu không trơn tru hay bị kẹt ta xử lý như sau:

Chứng minh lực cản của nước

- Dùng kìm nới ốc siết ra 1/3 vòng rồi dùng tô vít 6 cạnh nới vít trí ra 1 chút. Ngược lại, nếu lỏng lẻo quá thì siết vít trí vào. Sau đó siết lại ốc siết.

- Nếu có thể tra mỗi trục bánh xe 1 giọt dầu máy khâu

Bước 2: Gắn tấm cản vào xe như các hình dưới

Chứng minh lực cản của nước

Chứng minh lực cản của nước

Chứng minh lực cản của nước

Muốn thay tấm cản ta nới 1/2 vòng bulong màu đỏ rồi rút tấm cản ra và thay tấm mới vào

Bước 3: Gắn lực kế vào xe lăn: Lực kế 0.1N, 0.2N hoặc 1N

Tốt nhất là sử dụng Lực kế 0.2N

Điều chỉnh móc bên trái cho ngửa lên bằng cách xoay móc bên phải. 

Bước 4: Đặt xe lên ray và đặt lên chậu thí nghiệm

Chứng minh lực cản của nước

Xoay tấm cản dọc theo khe của ray, rồi thả xe xuống. Xoay xe và tấm cản sao cho khi xe chuyển động tấm cản vuông góc với ray.

Bước 5: Nối dây: Xỏ dây qua 1 lỗ ở mép puly, thắt nút dây lại để dây không bị tuột khỏi Puly. Như hình dưới:

Chứng minh lực cản của nước

Chứng minh lực cản của nước

Kéo xe về cuối ray, nối dây với lực kế. 

Bước 6: Tìm hiểu về động cơ:

Chứng minh lực cản của nước

Lưu ý: 

+ Nối động cơ với nguồn điện một chiều 12V DC (không dùng quá 12V)

+ Vặn núm tốc độ nhỏ nhất: vặn hết về bên trái.

+ Công tắc chuyển về OFF (khi cắm điện, động cơ quay thì ta gạt công tắc sang off)

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Chứng minh lực cản của nước

Bước 1: điều chỉnh xe

+ kéo xe về cuối ray

+ Bật công tắc nguồn điện

+ Bật công tắc động cơ sang ON

+ Vặn nhẹ nhàng núm TỐC ĐỘ cho đến khi động cơ bắt đầu quay, xe dịch chuyển trơn tru, không bị giật (nếu bị giật hãy diều chỉnh độ trơn của bánh xe ở bước 1 mục SẮP XẾP THÍ NGHIỆM). Tắt công tắc OFF

Lưu ý: Dùng tay tạo 1 đà nhẹ cho xe (Khi sử dụng các lực kế 0.1N)

Bước 2: Làm thí nghiệm trong không khí (chưa đổ nước vào chậu)

+ Đưa xe về cuối ray. Điều chỉnh sao cho khi xe chạy từ đầu đến cuối ray mà không bị chạm vào thành ray. 

+ Một tay giữ xe, một tay để sẵn ở công tắc.

+ Bật công tắc. Quan sát lực kế. Khi hết ray gạt sang OFF. Làm lại nhiều lần với 1 tốc độ đó. Ghi lại giá trị lực kế.

+ Vặn tăng tốc độ lên 1 chút. Làm lại thí nghiệm. Ghi lại giá trị lực kế. 

+  Thay tấm cản. Làm lại các thí nghiệm.

Nhận xét: Lực kế chỉ giá trị rất nhỏ ~0. Đây được coi như lực ma sát của xe lăn.

Bước 3: Làm thí nghiệm trong nước (đổ nước vào chậu): Chứng minh lực cản phụ thuộc vào tốc độ.

+ Đổ nước vào chậu đến vạch đánh dấu 14L

+ Dùng tấm cản to nhất.

+ Kéo xe về cuối ray. Điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho xe lăn dịch chuyển  trơn tru, không giật. Tắt OFF. Kéo xe về cuối ray

+ Một tay giữ xe, một tay để sẵn ở công tắc.

+ Bật công tắc. Quan sát lực kế. Khi hết ray gạt sang OFF. Làm lại nhiều lần với 1 tốc độ đó. Ghi lại giá trị lực kế.

+ Vặn tăng tốc độ lên 1 chút. Làm lại thí nghiệm. Ghi lại giá trị lực kế. Tiếp tục tăng tốc độ, làm lại thí nghiệm. Ghi giá trị lực kế

Nhận xét:

+ Khi chậu có nước, lực kế tăng giá trị. Chứng tỏ có lực cản của nước. 

+ Tốc độ tăng lực kế tăng giá trị. Chứng tỏ lực cản tăng theo tốc độ

Bước 3: Làm thí nghiệm trong nước (đổ nước vào chậu): Chứng minh lực cản phụ thuộc vào tấm cản

+ Dùng tấm cản to nhất. Và tốc độ lớn nhất để quan sát cho dễ.

+ Vặn núm Tốc độ lớn nhất.

+ Kéo xe về cuối ray.

+ Một tay giữ xe, một tay để sẵn ở công tắc.

+ Bật công tắc. Quan sát lực kế. Khi hết ray gạt sang OFF. Làm lại nhiều lần với 1 tốc độ đó. Ghi lại giá trị lực kế. 

+ Thay sang tấm cản nhỏ hơn. làm tương tự. 

Nhận xét:

+ Tấm cản càng lớn thì lực cản càng lớn.