Bai 16a - Ba Dl Newtone Tren Dem Khong Khi

ThÝ nghiÖm vËt lý BKM040A

kh¶o s¸t chuyÓn ®éng cña xe tr−ît trªn ®Öm khÝ kiÓm chøng ba ®Þnh luËt niu t¬n .

I.

Môc ®Ých : Mét xe cã d¹ng ch÷ V ng−îc chuyÓn ®éng tr−ît däc theo mét b¨ng kim lo¹i cã mÆt tr−ît ®ång d¹ng víi xe. Nhê khÝ nÐn tho¸t ra tõ c¸c lç nhá trªn mÆt tr−ît cña b¨ng, n©ng xe lªn khái mÆt b¨ng, ®ång thêi t¹o ra mét líp ®Öm khÝ cã t¸c dông gi¶m thiÓu gÇn nh− triÖt tiªu lùc ma s¸t gi÷a xe vµ mÆt b¨ng. Tõ ®iÒu kiÖn ®ã cho phÐp ta kiÓm chøng l¹i ba ®Þnh ®Þnh luËt Niut¬n 1. Sù b¶o toµn tr¹ng th¸i chuyÓn ®éng cña xe ( ®øng yªn hoÆc chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu ) khi xe chÞu c¸c lùc c©n b»ng. 2. Mèi quan hÖ gi÷a lùc t¸c dông vµ gia tèc chuyÓn ®éng cña xe. 3. Mèi quan hÖ gi÷a lùc vµ ph¶n lùc xuÊt hiÖn khi hai xe t¸c dông t−¬ng hç víi nhau b»ng lùc ®µn håi.

6. C¸c phô kiÖn kh¸c : 2 Gia träng ch÷ nhËt , c¸c qu¶ c©n nhá (1g, 2g , 5g ), dßng däc, d©y treo, cèc nhá ®ùng qu¶ c©n, ®Üa ®Öm 7. III.

Giíi thiÖu dông cô ®o. 1. §ång hå ®o thêi gian hiÖn sè vµ cæng quang ®iÖn. 2. B¨ng ®Öm khÝ ®−îc lµm tõ hîp kim nh«m, cã d¹ng mét hép rçng dµi 1m2 , hai ®Çu bÞt b»ng hai tÊm nhùa cøng T1, T2 , ®Çu T1 kÝn , ®Çu T2 cã lç nèi th«ng víi b¬m nÐn khÝ. MÆt trªn cña b¨ng cã d¹ng ch÷ V ng−îc, rÊt ph¼ng vµ nh½n, ng−êi ta khoan hai d`y lç nhá cho khÝ phun ra. Xe tr−ît còng ®−îc chÕ t¹o tõ hîp kim nh«m, cã d¹ng ch÷ V dµi kho¶ng 150 mm, khèi l−îng kho¶ng 200g. Cã thÓ ®eo thªm c¸c gia träng ch÷ nhËt vµo hai bªn thµnh xe ®Ó thay ®æi khèi l−îng cña nã. Cê ch¾n tia hång ngo¹i d¹ng ch÷ I hoÆc ch÷ U ®−îc g¾n trªn ®Ønh xe. Hai cæng quang ®iÖn E, F ®−îc l¾p trªn thanh ®ì cã thÓ dÞch chuyÓn däc theo b¨ng ®Öm khÝ. Th−íc mm g¾n trªn b¨ng vµ mòi tªn trªn thanh ®ì gióp ta x¸c ®Þnh vÞ trÝ hai cæng E vµ F. Mét dßng däc nhá , rÊt nhÑ vµ rÊt tinh x¶o ®−îc g¾n ë mét ®Çu b¨ng. Lùc kÐo xe ®−îc t¹o ra b»ng c¸ch nèi xe víi cèc nhá ®ùng qu¶ c©n

III. Dông cô thÝ nghiÖm 1. B¨ng ®Öm khÝ cã 3 ch©n vÝt ®iÒu chØnh th¨ng b»ng. 2. Hai chiÕc xe tr−ît . 3. B¬m nÐn khÝ vµ èng dÉn khÝ nÐn. 4. M¸y ®o thêi gian hiÖn sè (MC-963 hoÆc t−¬ng ®−¬ng ) 5. Hai cæng quang ®iÖn E, F

1

b»ng mét sîi d©y ni lon m¶nh v¾t qua dßng däc nµy. Ba ch©n vÝt cïng c¸c ®Üa ®Öm dïng ®Ó ®iÒu chØnh th¨ng b»ng hoÆc t¹o ®é nghiªng cho b¨ng ®Öm khÝ. B¬m nÐn khÝ ch¹y ®iÖn xoay chiÒu 220V, cã ®é ån nhá, l−u l−îng t¹o ra ¸p suÊt khÝ kho¶ng 30 m3/h, 650mmH2O, cung cÊp khÝ nÐn cho b¨ng ®Öm khÝ ho¹t ®éng. IV.


LÆp l¹i phÐp ®o trªn t¹i c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau cña hai cæng quang ®iÖn E, F, ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng 1. β. Ph©n tich kÕt qu¶ : Thêi gian ch¾n tia khi xe ®i qua cæng thø 2 ( cæng E ) lµ t2 = t – t1 . NÕu t1 = t2 th× chuyÓn ®éng cña xe lµ th¼ng ®Òu. 2. Kh¶o s¸t mèi quan hÖ gi÷a lùc t¸c dông vµ gia tèc. a. ThÝ nghiÖm
Trong thÝ nghiÖm nµy ta cã thÓ dïng 4 qu¶ c©n ( 1 qu¶ 1g , 2 qu¶ 2g , vµ 1 qu¶ 5g) ®Ó t¹o ra c¸c träng lùc kÐo xe P = ( m0 + ( 1,2,3,4 .....10)).g.10-3 ( N ). C¸c qu¶ c©n t¹o lùc kÐo ®−îc bá vµo cèc, c¸c qu¶ cßn l¹i ®Æt lªn xe. Khèi l−îng cña c¶ hÖ : M = ( M0 + m0 + 10 ) (g). Trong ®ã M0 lµ khèi l−îng xe, m0 lµ khèi l−îng cèc.
Cã nhiÒu c¸ch ®o gia tèc cña xe tr−ît trªn ®Öm khÝ : - NÕu dïng cê ch¾n s¸ng d¹ng ch÷ I cã bÒ réng h = 10mm , hai cæng E, F ®Æt t¹i vÞ trÝ bÊt kú trªn ®−êng chuyÓn ®éng cña xe, cho m¸y ®o thêi gian lµm viÖc ë MODE (A+B) ta ®o ®−îc t1vµ t2 lµ thêi gian che s¸ng khi xe ®i qua hai cæng E , F sau ®ã chuyÓn Mode ho¹t ®éng m¸y ®o thêi gian vÒ vÞ trÝ A B ®Ó ®o kho¶ng thêi gian t xe ch¹y gi÷a 2 cæng E, F , th× gia tèc a x¸c ®Þnh ®−îc tõ c«ng thøc :

L¾p r¸p thÝ nghiÖm

1. B¨ng ®Öm khÝ cÇn ®−îc l¾p ®Æt trªn mÆt bµn ph¼ng, v÷ng ch¾c. Hai cung ®µn håi ®−îc l¾p ë hai ®Çu b¨ng ®Ó tr¸nh cho xe ch¹y ®Ëp vµo hai tÊm ch¾n T1, T2 lµm háng xe hoÆc g`y tÊm nhùa T1, T2 . 2. L¾p èng dÉn khÝ nÐn nèi th«ng gi÷a b¨ng ®Öm khÝ vµ m¸y b¬m. BËt ®iÖn cho ch¹y m¸y b¬m , ®Æt xe tr−ît lªn b¨ng ®Öm khÝ , vµ tiÕn hµnh ®iÒu chØnh th¨ng b»ng cho hÖ thèng nhê c¸c vÝt vµ ®Üa ®Öm. HÖ thèng ®−îc xem lµ th¨ng b»ng khi xe ®øng yªn hoÆc kh«ng chuyÓn dÞch −u tiªn theo h−íng nµo. §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c, thÝ nghiÖm cÇn ®−îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã giã. 3. Hai cæng quang ®iÖn E, F ban ®Çu cã thÓ ®Æt ë vÞ trÝ 40 vµ 70 cm. V. TiÕn hµnh thÝ nghiÖm. 1. Kh¶o s¸t chuyÓn ®éng cña xe d−íi t¸c dông cña c¸c lùc c©n b»ng :

α. ThÝ nghiÖm:

v 2 − v1 (1) t Trong ®ã v1= h/ t1 vµ v2= h/ t2 lµ vËn tèc cña xe t¹i hai cæng E, F. - NÕu cæng F ®−îc ®Æt t¹i vÞ trÝ khi xe b¾t ®Çu chuyÓn ®éng sao cho mÐp tr−íc cña cê ch¾n s¸ng chØ c¸ch tia hång ngo¹i kho¶ng < 1mm, m¸y ®o thêi gian ®Æt ë MODE ( A B ), th× ta ®o ®−îc kho¶ng thêi gian t xe ch¹y ®Õn cæng E. Gia tèc a ®−îc x¸c ®Þnh bëi :

a=


§ång hå ®o thêi gian hiÖn sè ®Æt ë MODE” A+B.”
KÐo xe b»ng träng lùc cña ( Cèc + qu¶ c©n 10g ), d©y ®−îc nèi sao cho khi xe ë vÞ trÝ tËn cïng ph¶i cña b¨ng th× cèc gia träng chØ c¸ch mÆt sµn kho¶ng 10 cm ( cã thÓ dïng mét mÆt ghÕ ®Ó t¹o gi¸ ®ì cèc). Nh− vËy sau khi chuyÓn ®éng ®−îc 10 cm th× lùc kÐo bÞ gì bá, xe chØ cßn chÞu t¸c dông cña nh÷ng lùc c©n b»ng. Ghi l¹i thêi gian ch¾n tia t1 vµ t khi xe ®i qua hai cæng E, F. H`y x¸c ®Þnh vËn tèc cña xe t¹i 2 vÞ trÝ nµy.

2

t−¬ng t¸c gi÷a hai xe còng kÕt thóc, hai chuyÓn ®éng ®Òu víi vËn tèc v1 , v2 . Ghi vµo b¶ng 3 thêi gian t1 , t2 c¸c cê ch¾n s¸ng ®i qua c¸c cæng E, F . Treo thªm gia träng vµo c¸c xe vµ lÆp l¹i thÝ nghiÖm trªn víi c¸c khèi l−îng m1 , m2 kh¸c nhau. Ghi tiÕp kÕt qu¶ vµo b¶ng 3. b. Ph©n tÝch kÕt qu¶ : Lùc F2 do xe m2 t¸c dông lªn xe m1 truyÒn cho m1 mét gia tèc a1 : F2 = m1 .. a1. Gia tèc a1 cã thÓ tÝnh : a1 = v1/ t. ( t : thêi gian t−¬ng t¸c gi÷a hai xe ). Lùc F1 do xe m1 t¸c dông lªn xe m2 truyÒn cho m2 mét gia tèc a2 : F1 = m2 .. a2. Gia tèc a2 cã thÓ tÝnh : a2 = v2/ t. ( t : thêi gian t−¬ng t¸c gi÷a hai xe ). F1 , F2 lµ hai lùc cïng ph−¬ng , ng−îc chiÒu. VÒ trÞ sè : F 2 / F 1 = ( m 1. v 1 / m 2 . v 2) = m 1. t 2 / m 2. t 1 . KÕt qu¶ thùc nghiÖm cho thÊy m1. t 2 = m2. t1 , th× F1, F2 lµ hai lùc trùc ®èi.

2s (2) t2 ( s : kho¶ng c¸ch gi÷a hai cæng E,F )  Thùc hiÖn c¸c phÐp ®ogia tèc øng víi tr−êng hîp bá vµo cèc c¸c qu¶ c©n cã khèi l−îng lÇn l−ît b»ng

a=

m = 1,2,3,4,5....10 γ. C¸c qu¶ cßn l¹i ®Æt lªn xe . Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng 2 .  Thùc hiÖn c¸c phÐp ®ogia tèc øng víi tr−êng hîp bá vµo cèc chØ 1 qu¶ c©n cã khèi l−îng 5g , cßn khèi l−îng xe thay ®æi b»ng c¸ch thªm bít gia träng. Ghi kÕt qu¶ vµo b¶ng 2 . b. Ph©n tich kÕt qu¶ : Lùc kÐo P truyÒn gia tèc a cho hÖ.  Trong tr−êng hîp khèi l−îng cña hÖ kh«ng ®æi : - Tû sè P1 / a1 = P2 / a2 = P3 / a3 = P4 / a4 = ...... - §å thÞ biÓu diÔn quan hÖ P (a) lµ mét ®o¹n th¼ng Gia tèc do lùc P truyÒn cho hÖ tû lÖ víi lùc t¸c dông.  Trong tr−êng hîp lùc kÐo kh«ng ®æi, khèi l−îng M cña hÖ thay ®æi : - Tû sè : a1 / a2 = M2 / M1 Gia tèc do lùc P truyÒn cho hÖ tû lÖ nghÞch víi khèi l−îng cña hÖ. 3. Kh¶o s¸t lùc t−¬ng t¸c gi÷a hai vËt : a. ThÝ nghiÖm : Trong thÝ nghiÖm nµy ta sö dông hai xe tr−ît cã khèi l−îng m1 vµ m2. L¾p vµo ®Çu mçi xe mét lß xo l¸ . Dïng mét vßng chØ buéc nÐn chóng l¹i sao cho lß xo c¨ng . Chän hai cê ch¾n s¸ng d¹ng ch÷ U cã kÝch th−íc b»ng nhau , m¸y ®o thêi gian ®Æt ë mode A B. BËt ®iÖn m¸y b¬m, ®Æt hai xe n»m ë kho¶ng gi÷a hai cæng E, F, ®iÒu chØnh cÈn thËn th¨ng b»ng cho b¨ng ®Öm khÝ . §èt sîi chØ, lùc ®µn håi cña lß xo lµm cho c¶ hai xe chuyÓn ®éng bËt ra. Khi lß xo ®` d`n hÕt, hai xe b¾t ®Çu rêi nhau th× lùc

C©u hái 1. Víi c¸c dông cô nh− trªn, cã nh÷ng c¸ch nµo ®Ó x¸c ®Þnh vËn tèc tøc thêi vµ nh÷ng c¸ch nµo ®Ó x¸c ®Þnh gia tèc cña chuyÓn ®éng ? 2. §Ó dÔ nhËn biÕt ®−îc tÝnh chÊt cña chuyÓn ®éng, hoÆc mèi t−¬ng quan gi÷a c¸c ®aÞ l−îng, tõ c¸c sè liÖu thùc nghiÖm thu ®−îc ta nªn x©y dùng ®å thÞ m« t¶ quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i l−îng nµo ? H`y dù ®o¸n tÝnh chÊt cña ®å thÞ vµ nghiÖm l¹i b»ng kÕt qu¶ thùc nghiÖm. 3. NÕu mÐp bªn ph¶i cña cê che s¸ng cña xe n»m ë vÞ trÝ ban ®Çu c¸ch tia hång ngo¹i cæng F 3mm, th× phÐp ®o vËn tèc tøc thêi vµ gia tèc t¹i ®iÓm E c¸ch F mét kho¶ng l = 0,5m, ph¹m thªm sai sè hÖ thèng lµ bao nhiªu % ?

3

B¶ng 1 VÞ trÝ t v = h/ t

E1

B¶ng 2 Khèi l−îng xe M0 =.............. M P t1

VÏ ®å thÞ : a = a(P) khi M= const

F1

F2

E2

Khèi l−îng cèc m0 =....................... t2 t a

vµ ®å thi a= a(M) khi P= const

B¶ng 3 Khèi l−¬ng m

t

m/t

Xe m1 Xe m2 Xe m1 Xe m2 Xe m1 Xe m2 IV NhËn xÐt kÕt qu¶ ...............................................................................................................................................

4

Phô lôc : §ång hå ®o thêi gian hiÖn sè vµ cæng quang ®iÖn Khi nghiªn cøu c¸c hiÖn t−îng c¬ häc, ta gÆp c¸c hiÖn t−îng x¶y ra rÊt nhanh, ch¼ng h¹n sù r¬i tù do, hiÖn t−îng va ch¹m… ThÝ dô mét vËt b¾t ®Çu r¬i tù do, ®i qua 0,050 m ®Çu tiªn chØ hÕt 0,100 s ; ®i qua 0,150 m tiÕp theo hÕt 0,100 s, ; ®i qua 0,600 m tiÕp theo chØ mÊt 0,200 s ... Râ rµng, kh«ng thÓ dïng ®ång hå bÊm gi©y th«ng th−êng ®Ó ®o c¸c kho¶ng thêi gian nh− thÕ, cho dï c¸c ®ång hå bÊm gi©y ®iÖn tö ngµy nay cã §CNN – cßn gäi lµ ®é ph©n gi¶i b»ng 0,01s hay nhá h¬n n÷a. Nguyªn nh©n lµ do khi dïng tay bÊm ®ång hå, chóng ta kh«ng thÓ v−ît qua giíi h¹n tèc ®é ph¶n x¹ thÇn kinh vµ c¬ b¾p cña con ng−êi, giíi h¹n nµy chØ vµo kho¶ng 0,1 s. §ång hå ®o thêi gian hiÖn sè ®iÒu khiÓn b»ng c¸c cæng quang ®iÖn kh¾c phôc ®−îc khã kh¨n nãi trªn. H×nh 1 giíi thiÖu ®ång hå ®o thêi gian hiÖn sè MC-964 vµ s¬ ®å nguyªn lý mét cæng quang ®iÖn. Thanh trô kim lo¹i

D1

D2

(b)

(a)

H×nh 1. §ång hå ®o thêi gian hiÖn sè MC-964 vµ s¬ ®å nguyªn lý cæng quang ®iÖn §ång hå ®o thêi gian MC-964 (H.1a) cã hai thang ®o thêi gian : 9,999s vµ 99.99s , víi ®é chia nhá nhÊt (§CNN) - cßn gäi lµ ®é ph©n gi¶i, t−¬ng øng lµ 0,001s vµ 0,01s. ChØ cÇn g¹t nóm chuyÓn m¹ch “Thang ®o” trªn mÆt ®ång hå, ta dÔ dµng chän ®−îc thang ®o thÝch hîp. PhÝa mÆt tr−íc cña ®ång hå cã cöa sæ hiÓn thÞ thêi gian, gåm : bèn ch÷ sè chØ thÞ b»ng LED 7 thanh vµ mét dÊu chÊm thËp ph©n tù ®éng dÞch chuyÓn khi chän thang ®o, mét nóm vÆn chuyÓn m¹ch “MODE” vµ mét nót nhÊn “RESET” . • Nóm vÆn chuyÓn m¹ch “MODE” dïng ®Ó chän kiÓu lµm viÖc cho m¸y ®o thêi gian. • Nót nhÊn “RESET” dïng ®Ó ®−a c¸c ch÷ sè chØ cña ®ång hå nµy vÒ gi¸ trÞ 0000. §ång hå hai æ c¾m A, B (lo¹i 5 ch©n) vµ c«ng-t¾c K : • æ c¾m A ®−îc nèi víi cæng quang ®iÖn E, võa cung cÊp dßng ®iÖn cho cæng E võa nhËn tÝn hiÖu tõ E göi vÒ. • æ c¾m B ®−îc nèi víi cæng quang ®iÖn F, vµ cã chøc n¨ng nh− trªn. • C«ng-t¾c K dïng ®Ó ®ãng hoÆc ng¾t ®iÖn cÊp cho ®ång hå.

5

Cæng quang ®iÖn (H.1b) gåm ®i«t D1 ph¸t ra tia hång ngo¹i vµ ®ièt D2 nhËn tia hång ngo¹i tõ D1 chiÕu sang. Hai tÊm ch¾n cã lç nhá ®Æt tr−íc D1 vµ D2 t¹o ra chïm tia hång ngo¹i m¶nh, chiÕu th¼ng tõ D1 sang D2. Dßng ®iÖn cung cÊp cho D1 ®−îc lÊy tõ m¸y ®o thêi gian. Khi cã vËt (mét trô kim lo¹i ch¼ng h¹n) ch¾n chïm tia hång ngo¹i chiÕu tõ D1 sang D2 , th× D2 sÏ ph¸t ra tÝn hiÖu ®iÖn truyÒn theo d©y dÉn ®i tíi ®ång hå ®o thêi gian vµ ®iÒu khiÓn ®ång hå ho¹t ®éng. Qu¸ tr×nh nµy x¶y ra rÊt nhanh, hÇu nh− kh«ng cã qu¸n tÝnh, nªn cho phÐp ®o chÝnh x¸c c¸c kho¶ng thêi gian rÊt nhá, kh«ng phô thuéc vµo ph¶n x¹ cña c¸c gi¸c quan con ng−êi. §Ó ®o kho¶ng thêi gian chuyÓn ®éng cña mét vËt gi÷a hai ®iÓm nµo ®ã, ta dïng hai cæng quang ®iÖn E, F ®Æt t¹i hai ®iÓm ®ã vµ nèi chóng víi hai æ c¾m “A”, “B” cña ®ång hå ®o thêi gian MC 964. C¸c kiÓu lµm viÖc cña ®ång hå ®o thêi gian MC-964 §ång hå ®o thêi gian hiÖn sè MC–964 cã n¨m kiÓu lµm viÖc kh¸c nhau, ghi trªn mÆt m¸y t¹i c¸c vÞ trÝ : A , B , A+B , A↔B , T. Cã thÓ chän mét trong c¸c kiÓu lµm viÖc nµy b»ng c¸ch vÆn chuyÓn m¹ch MODE cña ®ång hå ®Õn ®óng vÞ trÝ t−¬ng øng víi kiÓu lµm viÖc cÇn chän. 1. MODE A (chuyÓn m¹ch ®Æt ë vÞ trÝ A) : MODE nµy chØ cho phÐp cæng quang ®iÖn E nèi víi æ A cña ®ång hå ®o thêi gian MC–964 ho¹t ®éng. Gi¶ sö mét thanh trô chuyÓn ®éng tíi cæng E. Khi thanh trô b¾t ®Çu tíi ch¾n tia hång ngo¹i, ®ång hå b¾t ®Çu ®Õm. Khi thanh trô võa ra khái cæng E, th«i kh«ng ch¾n tia hång ngo¹i n÷a, ®ång hå ngõng ®Õm. Kho¶ng thêi gian thanh trô ch¾n tia hång ngo¹i cña cæng E sÏ hiÖn thÞ trªn cöa sæ thêi gian “TIME” cña ®ång hå. Nh− vËy nÕu ∆x lµ ®é dµi cña thanh trô chuyÓn ®éng ®i qua cæng E (víi ∆x ®ñ nhá) vµ ∆t lµ kho¶ng thêi gian tia hång ngo¹i bÞ ch¾n bëi thanh trô ®−îc hiÖn thÞ trªn ®ång hå, th× vËn tèc tøc thêi cña thanh trô tÝnh b»ng : ∆x v = (1) ∆t 2. MODE B (chuyÓn m¹ch ®Æt ë vÞ trÝ B) : MODE nµy ho¹t ®éng t−¬ng tù nh− MODE A, nh−ng chØ cho phÐp cæng quang ®iÖn F nèi víi æ B cña ®ång hå ®o thêi gian MC-964 ho¹t ®éng. C¶ hai MODE A vµ B ®Òu ho¹t ®éng khi cã Ýt nhÊt mét cæng quang ®iÖn nèi víi mét æ t−¬ng øng ®R chän (A hoÆc B). NÕu dïng mét c«ng-t¾c bÊm b»ng tay thay cho cæng quang ®iÖn, th× ®ång hå ®o thêi gian MC-964 khi ®ã ho¹t ®éng nh− ®ång hå bÊm gi©y th«ng th−êng.

3. MODE A+B (chuyÓn m¹ch ®Æt ë vÞ trÝ A+B) : MODE nµy b¾t buéc ph¶i cã hai cæng quang ®iÖn E, F nèi víi hai æ A, B cña ®ång hå ®o thêi gian MC-964. Khi thanh trô chuyÓn ®éng ®i qua cæng E, trªn ®ång hå hiÖn thÞ kho¶ng thêi gian ∆t1. Khi thanh trô tiÕp tôc ®i qua cæng F trong kho¶ng thêi gian ∆t2 , trªn ®ång hå hiÖn thÞ kho¶ng thêi gian ∆t b»ng tæng cña hai kho¶ng thêi gian ∆t1 vµ ∆t2. Nh− vËy, kho¶ng thêi gian thanh trô ®i qua cæng F tÝnh b»ng : ∆t2 = ∆t - ∆t1 • NÕu thanh trô chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu, th× ∆t2 = ∆t1 . • NÕu thanh trô chuyÓn ®éng th¼ng biÕn ®æi ®Òu, th× ∆t2 ≠ ∆t1 .

6

Trong tr−êng hîp nµy, ta cã thÓ tÝnh c¸c vËn tèc tøc thêi v1 , v2 t¹i hai cæng quang ®iÖn E , F vµ ®o kho¶ng c¸ch s gi÷a hai cæng nµy, ®Ó x¸c ®Þnh gia tèc a cña chuyÓn ®éng theo c«ng thøc : (2) v2 2 - v12 = 2.a.s 4. MODE A ↔ B (chuyÓn m¹ch ®Æt ë vÞ trÝ A↔B) : MODE nµy b¾t buéc ph¶i cã hai cæng quang ®iÖn E, F nèi vµo hai æ A, B cña ®ång hå ®o thêi gian MC-964. Khi mÐp tr−íc cña thanh trô b¾t ®Çu tíi ch¹m vµo tia hång ngo¹i cña cæng E, ®ång hå b¾t ®Çu ®Õm. Khi thanh trô ra khái cæng E, ®ång hå tiÕp tôc ®Õm cho tíi khi mÐp tr−íc cña thanh trô b¾t ®Çu tíi ch¹m vµo tia hång ngo¹i cña cæng F, ®ång hå míi dõng ®Õm. Khi ®ã trªn ®ång hå hiÖn thÞ kho¶ng thêi gian t , ®óng b»ng kho¶ng thêi gian thanh trô chuyÓn ®éng ®i qua ®o¹n ®−êng s tõ cæng E ®Õn cæng F. NÕu t¹i cæng E thanh trô b¾t ®Çu chuyÓn ®éng kh«ng vËn tèc ®Çu (v0 = 0) vµ kho¶ng c¸ch s gi÷a hai cæng E, F ®−îc ®o b»ng th−íc th¼ng milimÐt, th× ta cã thÓ x¸c ®Þnh vËn tèc tøc thêi v vµ gia tèc a cña chuyÓn ®éng : •

NÕu thanh trô chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu, th× vËn tèc t¹i E vµ F ®Òu b»ng nhau : s vE = vF = v = (3) t • NÕu vËt chuyÓn ®éng th¼ng biÕn ®æi ®Òu, th× vËn tèc tøc thêi t¹i F tÝnh b»ng : 2s (4) vF = v = t vµ gia tèc cña chuyÓn ®éng trong kho¶ng gi÷a E, F b»ng : 2s (5) a= 2 t Trong tr−êng hîp nµy, nÕu ∆x lµ ®é dµi cña thanh trô vµ ∆t lµ kho¶ng thêi gian ch¾n tia hång ngo¹i cña thanh trô hiÖn thÞ trªn ®ång hå khi nã ®i qua cæng F, ®ång thêi cæng F ®−îc ®Æt ∆x , th× vËn tèc tøc thêi t¹i cæng F ®−îc x¸c t¹i vÞ trÝ c¸ch cæng E mét kho¶ng chØ b»ng s/ = s 2 ®Þnh kh¸ chÝnh x¸c theo c«ng thøc : ∆x vF = v = (6) ∆t 5. MODE N/2 (chuyÓn m¹ch ®Æt ë vÞ trÝ N/2) : MODE nµy dïng ®o kho¶ng thêi gian T cña tõng chu kú dao ®éng, hoÆc kho¶ng thêi gian t cña n chu k× dao ®éng (víi t = nT) khi nghiªn cøu c¸c dao ®éng tuÇn hoµn.

Chó ý :

Mét vµi c¸ch thö ho¹t ®éng b×nh th−êng

cña ®ång hå®o thêi gian hiÖn sè MC-964 §Ó kiÓm tra ho¹t ®éng b×nh th−êng cña ®ång hå ®o thêi gian MC-964, ta cã thÓ thùc hiÖn c¸c ®éng t¸c sau ®©y : 1. Ban ®Çu c¶ ba æ A, B, C ®Òu ®Ó trèng. C¾m phÝch lÊy ®iÖn cña ®ång hå MC-964 vµo æ ®iÖn ~ 220V. BÊm c«ng-t¾c K cña ®ång hå, c¸c ®Ìn LED chØ thÞ sè ph¸t s¸ng ®Òu. 2. VÆn chuyÓn m¹ch MODE ®Õn vÞ trÝ A. Khi kh«ng nèi cæng quang ®iÖn víi æ A, ®ång hå ®Õm thêi gian liªn tôc, c¸c ch÷ sè hiÖn thÞ liªn tôc nh¶y, hµng sè kÒ bªn tr¸i dÊu chÊm thËp ph©n, mçi gi©y nh¶y mét sè.

7

C¾m phÝch 5 ch©n cña cæng quang ®iÖn E vµo æ A. NÕu ®ång hå lËp tøc dõng ®Õm, c¸c ch÷ sè hiÖn thÞ kh«ng nh¶y n÷a, th× ho¹t ®éng cña ®ång hå lµ b×nh th−êng. NÕu ®ång hå tiÕp tôc ®Õm kh«ng dõng, th× ph¶i kiÓm tra cæng quang ®iÖn xem : tia hång ngo¹i tõ cöa sæ D1 chiÕu sang cöa sæ D2 cã bÞ ch¾n kh«ng, hoÆc tia hång ngo¹i tõ cöa sæ D1 cã chiÕu th¼ng vµo cöa sæ D2 kh«ng ? Sau khi x¸c ®Þnh râ nguyªn nh©n, cÇn ®iÒu chØnh l¹i hoÆc thay thÕ cæng quang ®iÖn nÕu cÇn thiÕt. Cã thÓ dïng hép c«ng-t¾c kÐp cã nót nhÊn, ®ãng ng¾t b»ng tay ®Ó kiÓm tra ®ång hå ®o th¬× gian MC-964 thay cho cæng quang ®iÖn . 3. Lµm t−¬ng tù víi æ B khi vÆn chuyÓn m¹ch MODE ®Õn vÞ trÝ “B”. 4. VÆn chuyÓn m¹ch MODE ®Õn vÞ trÝ “A+B”. C¾m phÝch 5 ch©n cña cæng E vµo æ A vµ c¾m cæng F vµo æ B. KiÓm tra ho¹t ®éng cña ®ång hå b»ng c¸ch lÇn l−ît ch¾n tia hång ngo¹i t¹i E, råi tiÕp ®Õn F. Khi ®ã kho¶ng thêi gian ch¾n s¸ng tæng céng ∆ t hiÖn thÞ trªn ®ång hå b»ng tæng c¸c kho¶ng thêi gian ch¾n s¸ng ∆ t1 t¹i E vµ ∆ t2 t¹i F. 5. VÆn chuyÓn m¹ch MODE ®Õn vÞ trÝ “A ↔ B”. KiÓm tra ho¹t ®éng cña ®ång hå b»ng c¸ch lÇn l−ît ch¾n tia hång ngo¹i t¹i cæng E, råi tiÕp ®Õn cæng F. Trong tr−êng hîp nµy, kho¶ng thêi gian ch¾n s¸ng t hiÖn thÞ trªn ®ång hå ®óng b»ng kho¶ng thêi gian kÓ tõ thêi ®iÓm tia h«ng ngo¹i t¹i cæng E b¾t ®Çu bÞ ch¾n ®Õn thêi ®iÓm tia h«ng ngo¹i t¹i cæng F b¾t ®Çu bÞ ch¾n. 6. VÆn chuyÓn m¹ch MODE ®Õn vÞ trÝ “T” vµ rót phÝch 5 ch©n cña cæng quang ®iÖn F ra khái æ c¾m B. KiÓm tra ho¹t ®éng cña ®ång hå b»ng c¸ch dïng mét thanh ch¾n cho nã chuyÓn ®éng qua l¹i cæng E. Cø sau mçi chu k×, ®ång hå l¹i dõng ®Õm. Kho¶ng thêi gian T cña mçi chu k× gi÷a hai lÇn dao ®éng kÕ tiÕp nhau sÏ hiÖn thÞ trªn ®ång hå.

8