Следовательно, ускорение системы 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Следовательно, ускорение системы



a = mg / (2 M + m), м/с2 (1)

Так как все величины, стоящие в правой части выражения (1), остаются во время движения неизменными, то ускорение системы постоянно и движение системы равноускоренное. Кроме того, знаменатель дроби (2 M + m) всегда значительно больше числителя mg, следовательно, ускорение a будет иметь значительно меньшую величину, чем g.

Если во время движения системы перегрузок m снять при помощи кольцевой платформы Е, то движущая сила становится равной нулю и равноускоренное движение переходит в равномерное, совершающееся по инерции с той же скоростью, которую система имела в момент снятия перегрузка.

 

Измерения и обработка результатов

1. Проверка формулы пути

1. На груз М 2 положить добавочный груз m2 = 10,3 г.

2. Сплошную платформу F установить на некотором расстоянии S от нижнего основания груза М 2.

3. Вывести грузы из состояния покоя и одновременно включить секундомер. Секундомер остановить в момент удара груза (М 2 + m2) о сплошную платформу F. Показания секундомера дают время движения t.
Для выбранного расстояния S от платформы F определить время падения груза (М 2 + m2) не менее трех раз и подсчитать среднее арифметическое значение < t >.

4. Аналогичные измерения выполнить для двух других расстояний S от платформы F, каждый раз определяя < t >.

5. Результаты измерений занести в журнал наблюдений 1 и вычислить ускорения для каждого случая по формулам:

 

 

при одном и том же перегрузке m. Ускорения при разных положениях платформы F должны быть приблизительно одинаковыми.

6. Вычислить погрешности измерений (по приведенному алгоритму).

 

Журнал наблюдений 1

№ опыта m2, кг S, м t, c <t>, c a = 2 S / < t> 2, м/с2
           
  10,3•10-3        
   
   
         
   
   
         
   
   

Расчет погрешностей измерений:

1). Расчет погрешности измерения пути

1.1. S 1 = ____; S 2 = ____; S 3 = ____.

1.2 < S > = (S 1 + S 2 + S 3)/3 = ______________.

1.3. Δ S 1 = < S > - S 1 = __________________

Δ S 2 = < S > - S 2 = __________________

Δ S 3 = < S > - S 3 = __________________

1.4. (Δ S 1)2= ____; (Δ S 2)2= ____; (Δ S 3)2= ____.

1.5. =___________.

1.6. tm = ____.

1.7. Δ S = tm σ s = _____________________.

1.8.(Δ Sпр)2 = ____.

1.9. Т.к. Δ S >> Δ Sпр, то Δ S = _________.

1.10. S = < S > ± Δ S = __________.

1.11. δ = (Δ S / < S >)•100% = ________________.

2). Расчет погрешности измерения времени

2.1. t1 = ____;. t2 = ____; t3 = ____.

2.2. <t> = (t1 + t2 + t3)/3 = _______________.

2.3. Δ t1 = <t> - t1 = ____________________

Δ t2 = <t> - t2 = ____________________

Δ t3 = <t> - t3 = ____________________.

2.4. (Δ t1)2 = ____; (Δ t2)2 = ____; (Δ t3)2 = ____.

2.5. = _______________.

2.6. tm = ____. 2.7. Δ t = tm • σ t = __________.

2.8. Δ t пр = ____<< Δ t = ____.

2.9. t = <t> ± Δ t = _________.

2.10. δ = (Δ t/<t>)•100% = ______________.

3). Расчет погрешности вычисления ускорения

3.1. Наиболее вероятное значение a: a = 2< S>/ (<t>)2= ________.

3.2. Находим частные производные: ð a/ðs = 2/ t2; ð a/ðt = - 4 S/t 3.

3.4. Абсолютная погрешность: =

= __________________________.

3.5. < a > = (a 1 + a 2 + a 3)/3 = ____________________.

3.6. Окончательный результат: a = <a> ± Δa = ______________.

3.7. Относительная погрешность: δ = (Δa/<a>) •100% =__________.

2. Проверка формулы скорости

1. На груз М 2 положить перегрузок m2 = 10,3 г и удерживать систему в состоянии покоя. Несколько ниже груза М 2 поместить кольцевую платформу Е, а еще ниже – сплошную платформу F. Вывести систему из состояния покоя и одновременно включить секундомер.

2. Измерить время t от момента начала движения грузов до снятия перегрузка кольцевой платформой Е.

3. Измерить время t 1 от момента снятия перегрузка до момента удара о сплошную платформу.

4. Измерить расстояние l между платформами.

5. Опыт повторить 3 раза, изменяя расстояния между платформами E и F.

6. Разделив расстояния l 1, l 2 и l 3, проходимые грузом по инерции (они будут равны расстояниям между платформами за вычетом высоты груза М 2), на соответствующие промежутки времени и взяв среднее арифметическое трех полученных результатов, определить скорость движения по инерции, а следовательно, и мгновенную скорость в конце равноускоренного движения. Высоту груза М 2 нужно измерить штангенциркулем. Эту высоту h необходимо учитывать, так как перегрузок m снимается с верхнего основания груза М 2 , а ударяется груз о сплошную платформу своим нижним основанием.

7. Результаты измерений и подсчетов заносятся в журнал наблюдений 2.

8. Значения ускорений, т.е. отношения мгновенных скоростей к соответствующим промежуткам времени равноускоренного движения (см. столбец 10 журнала наблюдений 2), приблизительно должны совпадать со значениями ускорений, полученными в первой части работы (см. столбец 6 журнала наблюдений 1).

Журнал наблюдений 2

№ опыта t, c <t>, c l, м h, м t 1, c <t1>, c , м/c , м/с2
                 
                 
     
     
               
     
     
               
     
     

.3. Проверка второго закона Ньютона

1. На груз М 2 положить перегрузок m2= 10,3 г, а на груз М 1 перегрузок m1= 7,8 г, тогда масса, обуславливающая действующую силу будет равна разности масс перегрузков: Δ m1 = m2 - m1 = 2,5 г, а масса системы будет равна сумме масс основных грузов и перегрузков, т.е. (2 М + m1 + m2).

2. Измерить время, за которое система грузов пройдет некоторый путь за счет избыточной массы Δ m = m1 + m2 = 18,1 г, занести данные наблюдения в журнал наблюдений 3.

3. Оба перегрузка переложить на груз М 2, в результате чего избыточная масса будет Δ m = 18,1 г, а масса системы не изменится. Измерить время, за которое система пройдет этот же путь. Подсчитав все ускорения, приобретенные под действием различных сил, убедиться что ускорения пропорциональны действующим силам:

№ опыта /f •10-3, Н t, c S, м .a, м/с2 1 / а2 .f 1 / f 2
  .f 1 = (m2 m1)g= = 24,53          
  .f 2 = (m1 + m2)g= = 177,56    

Журнал наблюдений 3

Контрольные вопросы

1. Что такое мгновенная скорость?

2. Приведите определения равномерного и равноускоренного движений.

3. Приведите формулы закона скоростей и закона путей при равноускоренном движении.

4. Сформулируйте и напишите формулу второго закона Ньютона.

5. Укажите силы, действующие на грузы в приборе Атвуда.

6. Решить задачу: Через невесомый блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, на которой подвешены два груза массами m1 = 1 кг и
m2 = 2 кг. Определить ускорение а грузов и силу натяжения Т нити. Трением в блоке пренебречь.

Литература

1. Физический практикум: Механика и молекулярная физика / под ред. проф. В.И. Ивероновой. – М.: Наука, 1967.

2. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике. – М.: Высш. школа, 1965.

3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.

4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 1985.

5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.

 

Лабораторная работа № 5

Проверка основного закона динамики вращательного движения

Выполнил студент __________________, группа __________, дата ____________.

Допуск ______________

Выполнение __________

Зачет ________________

Цель работы: Ознакомиться с основными физическими понятиями и величинами, определяющими закономерности вращательного движения, опытным путем проверить выполнение основного закона динамики вращательного движения.

Приборы и материалы

№ п\п Наименование прибора Цена деления Предел измерения (х max) Точность отсчета (Δ х пр)
  Маятник Обербека - - -
  Грузы - - -
  Секундомер      
  Линейка      

Теоретические сведения

Основные понятия и законы



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; просмотров: 665; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.90.187.11 (0.03 с.)