Zestaw ten pozwala wyznaczyć przyspieszenie ziemskie z niepewnością względną rzędu 1%. Stalowa kula utrzymywana jest przez magnes neodymowy. Po zwolnieniu przelatuje ona przez trzy kolejne fotokomórki. Mierzone są dwa czasy, od przelotu kulki przez pierwszą fotobramkę do jej przelotu przez każdą z dwóch fotokomórek zamontowanych w dowolnych miejscach na statywie.
Budowa/Opis techniczny:
Zestaw składa się z ciężkiej, trójkątnej, metalowej podstawy o wymiarach 26 cm na 26 cm, do której z jednej strony należy wkręcić trzy śruby poziomujące, z drugiej zaś wkręcić śrubę inbusową (dołączono kluczyk), która po stronie podstawy z pokrętłami śrub regulujących wkręci się w pionowo ustawiony aluminiowy ceownik z miarką – szynę spadkownicy. Na szczycie szyny umieszczamy plastikowy element z otworem na kulkę u dołu i walcowy magnes u góry. Wzdłuż szyny mocujemy trzy fotokomórki, zaczynając od góry od tej z wyświetlaczem, wcześniej zaopatrując ją w ogniwa (4x AAA). Łączymy obie dolne fotokomórki z górną przy pomocy załączonych przewodów USB. Na dole, przy szynie ustawiamy koszyczek, składający się z odcinka 10 cm wysokości akrylowej rury o średnicy ok. 4,5 cm i materiałowego saczka na metalowym pierścieniu. Poziomujemy podstawę pokrętłami (czy też ściślej: pionujemy szynę), do czego można chwilowo wykorzystać załączony pion na czerwonej nici oraz otwór w szczelinie magnesu, tak, aby upuszczona spod magnesu kula wpadała do saczka. Zestaw jest gotowy do użycia.
Działanie:
Przykładowe wykorzystanie: ustawiamy pierwszą fotokomórkę (z wyświetlaczem) w odległości 4 cm od górnego końca miarki (odległości od górnej krawędzi obudowy fotokomórki), drugą w odległości 29 cm, trzecią – 79 cm. Otrzymujemy rozstaw fotokomórek 1-2: 25 cm i 2-3: 50 cm, czyli 1-3: 75 cm.
Pięciokrotnie wciskamy przycisk „Mode”, aż pojawi się symbol „a2”. Wciskamy przycisk „Start/Stop” i upuszczamy kulkę przytrzymywaną przez magnes w górnej części szyny, poprzez delikatne wysunięcie magnesu w górę. Po upadku kulki dokonujemy odczytu czasów przelotu 1-2 oraz 1-3 po kolejnym naciśnięciu przycisku „Start/Stop”. Wyniki będą wyświetlane na zmianę, cyklicznie. Rzeczywisty rezultat doświadczenia: t(1-2) = 0,1408 s oraz t(1-3) = 0,2963 s.
Z teorii ruchu jednostajnie zmiennego i równania drogi od czasu zapisanego dla dwóch odcinków: 1-2 oraz 1-3 możemy wyprowadzić wzór na przyspieszenie tego spadku w formie g = 2(s13/t13 – s12/t12)/(t13 – t12). Uzyskany rezultat: g = 9,72 m/s2.
Uwaga: po zakończonych pomiarach, w przypadku planowanego dłuższego nieużytkowania zestawu prosimy wyjąć ogniwa z koszyczka zasilającego pierwszą fotokomórkę.
