Лекции.Орг


Поиск:




VI.Обработка результатов опытов




1. По формуле (7) рассчитать g для каждой серии измерений, используя среднее значение времени. Должно получиться 6 значений g. Определить среднее значение g ср.

2. Рассчитать относительную погрешность Δ g/g для каждой серии измерений по формуле:

.

3. Должно получиться 6 значений Δg/g. Выбрать из них наибольшее: (Δg/g)max.

4. Определить абсолютную погрешность:

5. Δ g = g ср·(Δg/g)max.

6. Записать окончательный результат измерений с учетом округления:

7. g = (g ср ± Δ g) м/c2.

8. Сравнить полученные значения g с истинным (g =9,81 м/c2) и найти отклонение:

9. Объяснить полученные результаты и сделать вывод о качестве проведенного эксперимента.

 

 

Контрольные вопросы.

1. Сформулируйте законы Ньютона. Каков физический смысл массы и силы?

2. От чего зависит натяжение нити при движении системы в данной работе?

3. Какие Вы знаете методы определения ускорения свободного падения?

4. Поясните вывод формулы для ролика (3).

5. Поясните вывод рабочей формулы (7).


 

№ 1.1 «ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ»

I. Цель работы: изучение влияния силы трения и момента инерции на движение тел по наклонной плоскости.

 

II. Описание установки

В комплект установки входят: наклонная плоскость с регулируемой высотой, миллисекундомер, набор тел (брусок, шарик, сплошной и полый цилиндры).

Общий вид установки представлен на рисунке 7. Наклонная плоскость представляет собой доску 1, угол наклона которой можно варьировать, изменяя высоту плоскости с помощью кронштейна 2. На вершине плоскости укреплен электромагнит 3, удерживающий тело. Измерение времени скольжения или скатывания проводится с помощью миллисекундомера 4. Включение секундомера с помощью переключателя 6 размыкает цепь электромагнита, и тело начинает двигаться вниз по наклонной плоскости. При ударе скатывающегося тела о специальную пластинку 5, расположенную вертикально у основания наклонной плоскости, происходит выключение секундомера. Сняв отсчет времени по дисплею миллисекундомера, необходимо привести переключатель контакта 6 в исходное положение. Клавиши 7 миллисекундомера, отмеченные красной наклейкой, должны быть нажаты, остальные – отжаты.

Рисунок 7 – Общий вид установки

III. Методика измерений и расчетные формулы

1. Рассмотрим тело (брусок) массой m, находящееся на наклонной плоскости (см. рисунок 8). Угол наклона плоскости a можно найти из следующих соотношений:

Рисунок 8 – Силы, действующие на тело на наклонной плоскости   (1)

где S – длина наклонной плоскости; h – ее высота, которая является переменной величиной.

Тело будет находиться в покое, если геометрическая сумма действующих на него сил равна нулю:

В проекциях на оси координат:

Если учесть, что максимальное значение силы трения покоя равно то коэффициент трения покоя μ0 можно найти из соотношения:

(2)

где α0 – максимальный угол, при котором тело еще остается в покое.

Если α > α0, то mg sinα > F тр, и тело будет двигаться ускоренно. Согласно второму закону Ньютона:

.

Если учесть, что , где μ – коэффициент трения скольжения, то

.

Отсюда:

.

Величину ускорения можно определить, если известны длина пути S1 и время движения t:

.

Путь S 1, пройденный бруском, находится из соотношения

,

где – длина бруска (размер бруска вдоль наклонной плоскости). Поэтому окончательно коэффициент трения скольжения находим из следующего расчетного соотношения:

(3)

Для определения времени движения бруска по наклонной плоскости расчетным путем можно воспользоваться законом изменения полной механической энергии:

где h 1 = h sinα – высота, на которую опускается центр тяжести бруска. Поэтому учитывая, что конечная скорость бруска при равноускоренном движении равна

, (4)

окончательно получаем:

(5)

2. При рассмотрении движения скатывающихся тел (цилиндр, шар) можно считать, что коэффициент трения качения достаточно мал и поэтому . Поэтому можно воспользоваться законом сохранения механической энергии:

(6)

где – высота, на которую опускается центр тяжести скатывающегося тела; r и J – радиус и момент инерции скатывающегося тела. Поэтому, с учетом (6) и выражения для конечной скорости скатывающегося тела:

(7)

получаем время скатывания тел:

а) для сплошного цилиндра , следовательно

(8)

б) для шарика ()

(9)

в) для полого цилиндра ()

(10)





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 582 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Вы никогда не пересечете океан, если не наберетесь мужества потерять берег из виду. © Христофор Колумб
==> читать все изречения...

609 - | 571 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.