ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Тема:«Изучение движения тела по окружности». Теоретическая часть

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Тема: «Изучение движения тела по окружности»

Цель: выполнить расчет равнодействующей силы, действующей на подвешенное на нити тело, при его равномерном движении по окружности и проверить результаты расчета экспериментально.

Оборудование: нить, шар сотверстием, измерительная линейка, лист бумаги, секундомер, весы с разновесами.

Теоретическая часть

Согласно второму закону Ньютона, тело движется равномерно, со скоростью по окружности радиуса r, если равнодействующая всех сил, действующих на тело, перпендикулярна вектору скорости, поэтому ее модуль можно подсчитать по формуле:

(1)

Используя формулу скорости вращательного движения материальной точки

(2) учтем, что ,

где n - число оборотов, а t – время этих оборотов и для центростремительного ускорения получим формулу:

(3), тогда формула равнодействующей силы принимает вид: (4)

При вращении тела по окружности, подвешенного на нити, на него действуют сила тяжести F_T и сила упругости F_y. Как видно из рисунка, их равнодействующая может быть найдена и другим способом:

(5), где (6)

В данной лабораторной работе проведем эксперимент и сравним его результаты с теоретическими расчетами

Порядок выполнения работы

1. Пропустите нить через шар и отметьте на нити длину l = 30 - 35 см, начиная отсчет от центра шара.

2. Положите лист бумаги на стол и начертите окружность радиусом r = 15 см.

3. Расположите шар над центром начерченной окружности. Постепенно раскручивая шар, добейтесь его равномерного вращения по окружности радиусом 15 см (см. рис. ).

4. Измерьте время t за которое шар делает п = 20 -25 оборотов.

5. Вычислите центростремительное ускорение по данным эксперимента, используя формулу (3)