Задание.. Измерения.

Задание.

Покажите, что если массой блока и силой трения можно пренебречь, то из 2-го закона Ньютона вытекает следующее соотношение для ускорения груза

a=mg/(2M+m), /1/

где g - ускорение свободного падения.

Ускорение "a" может быть найдено также из кинематических

соображений. Пусть S1 - расстояние , которое проходит груз при равноускоренном движений. /до снятия перегрузка/. К моменту достижения перегрузком среднего кронштейна скорость груза будет определяться соотношением

/2/

После снятия перегрузка движение груза станет равномерным, поэтому

S2=Vt2 /3/

где S₂ - расстояние между средним и нижним кронштейнами;

t₂ - время, регистрируемое миллисекундомером.

Выражая скорость V из /3/ и подставляя результат в /2/, находим

/4/

Сравнивая экспериментальное значение "a", найденное по формуле /4/,

со значением, рассчитанным согласно /1/, можно приблизительно проверить выполняемость второго закона Ньютона при движении тел в поле сил земного тяготения

Измерения.

1. Включить электронный блок нажатием клавиши "Сеть"

2. Обнулить табло миллисекундомера нажатием клавиши "Сброс"

3. Груз установить в исходное положение: его нижняя грань должна быть на уровне горизонтальной черты на верхнем кронштейне.

4. Измерить, при помощи шкалы на колонке, заданные пути равномерно ускоренного и равномерного движения груза.

5. Нажать клавишу "Пуск". При этом разрывается питание электромагнита. При снятии перегрузка на среднем кронштейне миллисекундомер начнёт отсчёт времени. При достижении грузом нижнего кронштейна импульс от датчика остановит работу миллисекундомера. Результат высветиться на табло и автоматически включиться фиксирующая муфта.

6. Записать значения времени t2 и нажать клавишу "Сброс".

7. Повторить опыт ещё 9 раз при тех же значениях путей S1 и S2 равномерно ускоренного и равномерного движения.

8. Повторить опыт ещё 5 раз с другим перегрузком.

9. Рассчитать ускорение по формуле /4/ и сравнить результат с теоретической зависимостью /1/.

10. Результаты представить в виде таблицы.

Контрольные вопросы:

1. Как изменится зависимость /1/, если учесть массу блока?

2. Объясните причины расхождения результатов расчёта по формулам /1/ и /4/?

3. Какие факторы вызывают систематические и случайные погрешности при измерении ускорения?

4. Улучшаются или ухудшаются условия опыта при увеличении массы перегрузка?

5. Как можно оценить систематическую погрешность определения t2, обусловленную силой трения?

6. Сформулировать второй закон Ньютона и дать определения силы и массы.

7. Сформулировать 1-й и 3-й законы динамики.

Литература:

1. Савельев И.В. "Курс общей физики" т.1.

2. Матвеев А.Н. "Механика и теория относительности".

3. Хайкин С.Э. "Физические основы механики".

⇐ Предыдущая 12