Приборы и принадлежности- Установка Атвуда набор грузов секундомер Теория
Работа добавлена на сайт samzan.net:
“ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ДВИЖЕНИЯ НА УСТАНОВКЕ АТВУДА”
Цель работы: Исследовать зависимость пути и скорости от времени для равноускоренного движения и проверить опытным путем справедливость второго закона Ньютона.
.
Приборы и принадлежности: Установка Атвуда, набор грузов, секундомер
Теория.
Известны следующие зависимости для равноускоренного движения без начальной скорости:
Следовательно, мгновенные скорости равноускоренного движения пропорциональны времени: ;;; а пути пропорциональны квадрат времени: ;;
Из второго закона Ньютона , где - результирующая всех сил, действующих на тело, следует, что при ускорение тела (системы тел)пропорционально действующей силе: .
Если же сила постоянна (), то ускорение тела (или системы тел) обратно пропорционально массе: .
Эти закономерности и исследуются в данной работе на установке атвуда.
Описание установки.
Установка состоит из вертикальной рейки со шкалой, на которой в любом положении закрепляются две полочки: сплошная и с кольцевым отверстием (рис. 1). В верхней части рейки имеется легкий блок , через который переброшена практически упругая и нерастяжимая нить с двумя грузами одинаковой массы ().
Если на груз положить перегрузок , то равновесие системы груз-нить будет нарушено и она начнет двигаться с некотторым ускорением . Опредеим его следующим образом (рис. 2).
На каждый из грузов действуют две силы: вес и сила реакции нити . Выберем произвольно направления движений грузов( и ).
Будем считать нить невесомой, скользящей по блоку без трения. (Массой и вращением блока пренебречь). В этом случае ее натяжение одинаково по всей длине
т.к. нить практически нерастяжима, то ускорения грузов одинаковы по величине.
Запишем второй закон Ньютона для каждого из грузов в виде .
спроектируем полученные уравнения на направления движений и , при этом векторы, совпадающие с направлением движения, будем считать положительными, а несовпадающие – отрицательным.
Так как , то
но ;.
.
Решая это уравнение относительно , получим .
Задание 1 Исследование зависимости пути от времени при постоянном ускорении.
1. Укрепляют сплошную полочку на некотором расстоянии , от основания верхнего груза .
2. Кладут на груз такой перегрузок , чтобы он и груз могли пройти через кольцевое отверстие полочка , установленной произвольно. При этом удерживают груз так, чтобы система оставалась неподвижной.
3. Опускают груз одновременно включают секундомер. Система приходит в движение.
4. В момент удара груза о полочку секундомер выключают и записывают его показания .
Опыт повторить 3-4 раза и найти среднее.ср.
5. Все действия, указанные в пунктах 1-4 повторяют еще для двух положений полочки относительно груза (расстояния - и ) и находят соответствующие средние показания секундомера ср и ср. Данные измерений заносят в таблицу 1,
7, Сравнивая соотношения:
и ; и ; и ;
сделать вывод.
|
S, см |
t1, с |
t2, с |
t3, с |
<t>, с |
||
|
100 |
||||||
|
130 |
||||||
|
160 |
Задание 2 Исследование зависимости скорости от времени при постоянном ускорении.
1. Установить кольцевую полочку на расстоянии от основания груза .
2. Сплошную полочку закрепить на расстоянии от кольцевой полочки.
3. Положить на груз такой перегрузок , чтобы он не проходил через кольцевое отверстие в . Систему при этом удерживают в равновесии.
4. Пропустить удерживаемый груз и одновременно включить секундомер. Отметить время от начала движения груза до снятия перегрузка при прохождения через кольцевое отверстие. Опыт повторить 3-4 раза в найти .
5. Повторить этот же опыт, но отметить теперь время движения груза от кольцевой полочки ( до момента снятия перегрузки ) до сплошной полочки ( до момента ударе о ).
Опыт повторить 3 раза и найти .
6. Определить мгновенную скорость , движения груза . в момент соприкосновения его с кольцевой полкой. Поскольку эта скорость равна скорости дальнейшего равномерного движения груза без перегрузка , то она рассчитывается по формуле:
где - высота груза.
7. Повторить действия, указанные в пунктах 1-6 для двух других расстояний и , и , Данные занести в таблицу 2.
Сравнивая соотношения:
и ; и ; и ;
сделать вывод.
|
S |
S* |
t1 |
t2 |
t3 |
<t> |
t*1 |
t*2 |
t*3 |
<t*> |
V |
||
|
100 |
||||||||||||
|
130 |
||||||||||||
|
160 |
Задание 3. Проверка второго закона Ньютона.
1. Взвесить перегрузки и
2. На груз поместить меньший перегрузок, а на груз второй перегрузок (>) Систему при этом удерживать в равновесии.
3. Установить сплошную полочку на некотором расстоянии от основания груза . Кольцевую полочку устанавливают при этом на произвольном расстоянии.
4. Опустив груз, включить секундомер, отметить время движения груза до сплошной полочки . Опыт повторить 3 раза и найти
5. Вычислить ускорение движения системы:
6. Оба перегрузка и поместить на груз .
Все действия, указанные в пунктах 1-5, повторить. Вычислить ускорение .
7. Вычислить движущие систему силы:
и
8. Проверять равенство отношений:
Вcе результаты занести в таблицу 3.
9. Сделать выводы.
|
S, см |
t1 с |
t2, с |
t3, с |
<t>, с |
a, м/с2 |
F, Н |
||
|
90 |
||||||||
|
90 |
Контрольные вопросы.
- Что называется перемещением? Мгновенной и средней скоростью? Как рассчитываются мгновенная и средняя скорости?
- Что называется ускорением? Назовите составляющие полного ускорения. По каким формулам они рассчитываются?
- Получите Уравнения равномерного и равнопеременного прямолинейного движения. Проиллюстрируйте их графически и объясните физический смысл графиков.
- Сформулируйте законы Нъютона и объясните их графически и объясните физический смысл . Дайте понятия силы и массы.
- Приведите примеры составления уравнений движения тел по 2 закону Ньютона.
2. тема Уголовное право Как и в других ранних правовых системах где предусматривалась смертная казнь Русс.
3. Исследование заземляющих и зануляющих устройств электроустановок Р.html
4. Drem Girl [Lyrics] Русский перевод Девушкамечта
5. Mde pper to the western world in the 10th century
6. это заболевание при котором эндометриальная ткань развивается вне пределов обычных анатомических границ
7. Цели консультирования не обязательно находятся в противоречии просто в школах ориентированных на перест.html
8. Концепция энергетической политики Энергетическая стратегия России
9. Математичне моделювання економічних систем
10. реферату- Правове регулювання ліцензування господарської діяльностіРозділ- Правознавство Правове регулюв
11. і Сфера навуковых зносін адрозніваецца тым што мэтай яе з~яўляецца найбольш дакладнае лагічнае і адназначн
12. Педагогические ресурсы здоровье сберегающих технологий
13. При проведенні досліджень користувалися такими методиками- Визначення розчинних сухих розчинних реч
14. любовь мудрости
15. Государственная регистрация юридических лиц
16. Решение в сабле из выступления хутбы шахида доктора Абдуллах Аззама который воевал в Палестине
17. Тема 7. ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН Осложнениями называют нарушения нормального процесса бурения об.
18. менее ясное понимание личности то вопрос о структуре личности вызывает большие трудности
19. заповнити нескладну анкету формуляр чи опитувальний лист; написати привітальну листівку зарубіжному ровес
20. Торговый Дом На Немиге одно из самых крупных торговых предприятий в Республике Беларусь успешно существ