Порядок проведения лабораторной работы. 1. Подключите оптоэлектрический датчик к USB - входу компьютера с помощью соединительного кабеля, запустите программу «Практикум по общей физике» и выберите

1. Подключите оптоэлектрический датчик к USB - входу компьютера с помощью соединительного кабеля, запустите программу «Практикум по общей физике» и выберите сценарий «Машина Атвуда».

2. После распознания датчика программой, убедитесь, что положение оптоэлектрического датчика около круга с секторами на блоке подобрано правильно. При повороте блока и пересечении границей сектора блока ворот оптоэлектрического датчика загорается или гаснет красный светодиод, встроенный в корпус датчика. Правильное расположение датчика показано на выноске рис. 1. При правильном расположении датчика и при нажатой кнопке «Пуск» в меню регистрации данных Программы "Практикум по общей физике» на экране регистрируется красная кривая, и при вхождении границы сектора в створ датчика сигнал, регистрируемый компьютером, показывает (рис.3), что датчик перешел из положения «закрыт» в положение «открыт» (или наоборот).

Рис.3

3. Подберите число гирек по 10 г на правом и левом наборном грузе так, чтобы перегрузок на правом грузе можно было варьировать от 10 до 70 г, перекладывая гирьки с левого груза на правый. Занесите значения суммарной массы M₁ (а при выполнении п.6 и значение уменьшенной массы М₂) в Таблицу «Исходные данные» (одноименная вкладка в окне обработки, рис.4, окно открывается кнопкой ). Туда же внесите диаметра блока D (0.06 м) в метрах, измеренный в месте прилегания нити к блоку.

4. Расположите гирьки так, чтобы перегрузок на правом наборном грузе составил Δm=10 г. оттяните левый груз вниз, нажмите кнопку пуск (Ctrl+S) в меню программы и отпустите груз.

После достижения грузом нижнего положения остановите измерения (Ctrl+T) . Измерьте 4 момента времени, когда грузы переместились на определенное расстояние s после первого срабатывания датчика. Рекомендуется для большей точности регистрировать либо моменты времени «открывания», или моменты времени «закрывания» датчика (α = 180°,360° и т.д.), поскольку при этом одинаковы времена срабатывания датчика. Для этого отметьте на экране зеленым маркером время первого срабатывания датчика. Перед этим рекомендуется изменить масштаб графика. Для этого необходимо выделить область срабатывания датчика (клавиша Alt + левая клавиша мыши) и увеличить выделенный участок графика(операцию можно повторить многократно). Если это время события «открыт», то желтым маркером отметьте время следующего срабатывания на событие «открыт».

Нажатие кнопки переносит в Таблицу 1 время t между событиями,

отмеченными двумя маркерами (рис.3). Окно с вкладкой Таблица 1

открывается либо по нажатию кнопки 1 на рабочем поле окна регистрации, либо кнопки верхнего меню (рис.3). Вернуть масштаб графика к исходному можно двойным щелчком левой клавиши мыши на поле графика.

После заполнения 5 строк столбца «t,c» Таблицы 1 заполняется столбец «s, м». Он заполняется либо вручную с клавиатуры после установки курсора в каждую ячейку столбца, либо с помощью окна «Ввод данных»(открывается кнопкой _), куда нужно внести расстояние («Шаг инкремента в метрах»), на которое смещается груз за время, внесенное между двумя соседними строками таблицы т.е. между двумя ближайшими моментами регистрации времени.

После заполнения Таблицы 1 перейдите на вкладку «График S(t)», куда автоматически переносятся данные таблицы, и подберите наилучшую кривую, проходящие через все экспериментальные точки. Нужный класс функций выбирается из выпадающего списка в верхнем левом углу окна(рис. 4), после чего нажимается кнопка _ . рядом. После построения графика подобранной функции ее вид с числовыми коэффициентами А и В отображается над графиком.

 

Рис.4

Выбирая функции Y(X) разного вида покажите, что наилучшим образом описывает экспериментальную зависимость s(t) функция, соответствующая равноускоренному движению с ненулевой начальной скоростью.

Нажав кнопку I в меню вкладки «График 1». перенесите значения коэффициентов А и В, подобранной для описания экспериментальной кривой, в первую строку Таблицы 2 (рис.5).

Рис.5

Заполните ячейку столбца «dM, кг» значением массы перегрузка, а также ячейку столбца «а, м/с²» значением ускорения, рассчитанного на основе полученных коэффициентов А и В.

5. Перекладывая 1,2,3 гирьки по 10 г с левого груза на правый и не меняя суммарную массу грузов, проведите измерения ускорения при разной массе перегрузка Δm, повторяя действия, описанные в п.4. При каждом запуске

регистрации с датчика программа будет запрашивать разрешения очистить Таблицу 1, с чем следует согласиться.

6. После заполнения 4-х строк Таблицы 2 перейдите на вкладку «Графикa(dM)»и подберите уравнение, наилучшим образом описывающее полученную зависимость а(Δт).

7. Перенесите в Отчет (кнопка .) зарегистрированную кривую, полученную с датчика при последнем пуске, с вертикальными маркерами для измерения промежутков времени. Также перенесите в Отчет содержимое вкладок «Таблица 1», «График S(t)», «Таблица 2», «График a(dM)». Для переноса используйте меню, вызываемое правой кнопкой мыши (рис.6),после установки курсора в нужное место окна с отчетом.

Рис.6

8. Уменьшите суммарную массу грузов на 100 г, сняв по одной гире 50 гс правого и левого наборного грузов. Получите зависимость а(Δт) при новой суммарной массе грузов Мг.

 

Внимание! В ходе ее получения вам придется очистить все вкладки, заполненные для массы M₁, поэтому не забудьте выполнить п.7

 

После получения новой зависимости а(Δт) для M₂ перенесите в Отчет вновь заполненную Таблицу 2 и График а(Δт). Занесите значение М₂ в Таблице «Исходные данные» и также перенесите ее в Отчет.