ВНИМАНИЕ!!!

Лабораторная работа №1

Дата: 12.10.2020 г.

Тема: «Изучение движения тела под действием сил упругости и тяжести».

Цель: определить центростремительное ускорение шарика при его равномерном движении по окружности.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, кусочек пробки с отверстием, лист бумаги, линейка.

План выполнения работы

· Записать в тетради тему лабораторной работы, цель и оборудование.

· Повторить теорию.

· Изучить указания к работе. В тетради подготовить таблицу для записи результатов измерений

· Внимательно посмотреть демонстрацию опыта по ссылке

https://edu.gospmr.org/mod/page/view.php?id=3992

По ходу записывать результаты измерений в таблицу.

· В тетради вычислить значения центростремительного ускорения и занести их в таблицу.

· Ответить письменно на контрольные вопросы.

· Сделать вывод и записать его в тетрадь

Теория

Эксперименты проводятся с коническим маятником Модуль ускорения можно определить кинематически. Он равен:

Согласно второму закону Ньютона
. Разложим силу на составляющие и , направленные по радиусу к центру окружности и по вертикали вверх.

Тогда второй закон Ньютона запишется следующим образом:

Запишем второй закон Ньютона в проекциях на ось О1х: . Отсюда

Модуль составляющей F1 можно определить различными способами. Во-первых, это можно сделать из подобия треугольников ОАВ и FBF1: б)

Отсюда и

Во-вторых, модуль составляющей F1 можно непосредственно измерить динамометром. Для этого оттягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу R окружности (рис. в), и определяем показание динамометра. При этом сила упругости пружины уравновешивает составляющую .

Сопоставим все три выражения для :

, ,

и убедимся, что они близки между собой.

В этой работе с наибольшей тщательностью следует измерять время. Для этого полезно отсчитывать возможно большее число оборотов маятника, уменьшая тем самым относительную погрешность.

Взвешивать шарик с точностью, которую могут дать лабораторные весы, нет необходимости. Вполне достаточно взвешивать с точностью до 1г. Высоту конуса и радиус окружности достаточно измерить с точностью до 1 см. При такой точности измерений относительные погрешности величин будут одного порядка.

Указания к работе

1. Определяем массу шарика на весах с точностью до 1 г.

2. Нить продеваем сквозь отверстие и зажимаем пробку в лапке штатива

3. Вычерчиваем на листе бумаги окружность, радиус которой около 20 см. Измеряем радиус с точностью до 1 см.

4. Штатив с маятником располагаем так, чтобы продолжение шнура проходило через центр окружности.

5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, вращаем маятник так, чтобы шарик описывал окружность, равную начерченной на бумаге.

6. Отсчитываем время, за которое маятник совершает к примеру, N = 50 оборотов.

7. Определяем высоту конического маятника. Для этого измеряем расстояние по вертикали от центра шарика до точки подвеса.

8. Находим модуль центростремительного ускорения по формулам:

9. Оттягиваем горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измеряем модуль составляющей . Затем вычисляем ускорение по формуле . Результаты измерений заносим в таблицу.

Номер опыта	R	N	Δt	T= Δt/N	h	m

Сравнивая полученные три значения модуля центростремительное ускорение, убеждаемся, что они примерно одинаковы.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику движения тела по окружности.

2. Назовите силы, которые действуют на тело.

3. Куда направлено центростремительное ускорение?

4. Поясните формулу для центростремительного ускорения.

ВНИМАНИЕ!!!

Уважаемые студенты, необходимо выполнить лабораторную работу в рабочей тетради (сфотографировать) или в формате Документа Word. Отправлять для проверки в личные сообщения на страницу ВКонтакте: https://vk.com/: https://vk.com/id591468583.

Преподаватель: Потемкина Татьяна Пантелеймоновна.