Опыт 2.2. Выбивание пластинки из-под шарика

Цель работы: продемонстрировать инерцию тел.

Оборудование:

1. Стальной шарик.

2. Стойка с чашечкой.

3. Железная пластинка.

4. Пружинный ударник.

 

 

Рис. 24. Демонстрация опыта

 

Ход работы

На вертикальной стойке имеется небольшая чашечка, в которой может помещаться стальной шарик. На нее кладется железная пластинка. При помощи пружинного ударника пластинка резко выбивается из-под шарика. При этом шарик за счет своих инертных свойств не успевает сдвинуться с места и падает точно в чашечку, находящуюся под ним.

 

Вывод: шарик за счет своих инертных свойств не успевает сдвинуться с места и падает точно в чашечку, находящуюся под ним.

 

Инерция тел проявляется также в том, что изменение движения тела под действием сил происходит не мгновенно, а протекает во времени.

 

2-й закон

Тело получает ускорение пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально его массе. Равнодействующая сила: (46)

 

Это основной закон динамики для поступательного движения.

 

Опыт 2.3. Второй закон Ньютона

Цель работы: проверить справедливость второго закона Ньютона.

Оборудование:

1. Дорожка с воздушной подушкой.

2. Тележка.

3. Блоки.

4. Нить.

5. Грузики.

 

 

Рис. 25. Тележка для опыта

 

Ход работы

Дорожка с воздушной подушкой снабжена в конце двумя блоками – нижним и верхним. Эти блоки могут двигаться практически без трения.

1. К тележке присоединена нить, и на ней мы можем подвешивать грузик известной массы. Таким образом, можно проверить второй закон Ньютона.

2. Вначале мы будем осуществлять проверку при постоянной массе тележки и переменной силе натяжения нити, которая создается подвешиванием грузиков известной массы на нить. Начинаем мы с небольшой массы грузиков.

3. Запускаем тележку.

4. Затем постепенно увеличиваем массу грузиков и повторяем опыт. Таким образом, мы сможем, измеряя ускорение тележки, проверить, выполняется ли пропорциональность ускорения тележки силе натяжения нити.

 

Вывод: проверили справедливость второго закона Ньютона. Проверили выполнимость пропорциональности ускорения тележки силе натяжения нити.

 

 

3-й закон

Силы, с которыми взаимодействуют тела, равны по величине, противоположны по направлению и никогда не уравновешивают друг друга, так как приложены к разным телам (закон действия и противодействия): (47)

 

Опыт 2.4. Третий закон Ньютона. Опыт с весами

Цель работы: изучить третий закон Ньютона с помощью весов с чашами.

Оборудование:

1. Весы с двумя подставками (чашами).

2. Магниты.

3. Стакан с водой.

 

 

Рис. 26. Установка для демонстрации опыта с весами

 

Ход работы

1. Если мы перевернем магниты на левой чаше так, что сила отталкивания между ними сменится на притяжение и они притянутся друг к другу, то равновесие весов при этом не нарушится, что говорит о выполнении третьего закона Ньютона: внутренние силы не могут вызвать изменения положения равновесия этих весов.

2. Теперь то же самое можно проделать на правой чашке, используя внутреннюю силу Архимеда. Для этого мы опускаем пробирку в воду, при этом на нее будет действовать выталкивающая сила, но эта сила – внутренняя для данной системы, и равновесие весов также не будет нарушаться.

3. То, что сила действительно действует на пробирку, докажем, опуская другую пробирку, при этом внешнее равновесие нарушается.

 

Вывод: проверили справедливость третьего закона Ньютона. Внутренние силы не могут вызвать изменения положения равновесия.