Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќборудование: машина јтвуда, секундомер, фотоэлемент.




“≈ќ–≈“»„≈— ќ≈ ¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

 

¬ поле т€жести около поверхности «емли, при отсутствии сил сопротивлени€, тела падают с ускорением свободного падени€, которое не зависит от массы тела. ƒействительно, в уравнении второго закона Ќьютона дл€ свободно падающего тела масса сокращаетс€, потому что сила т€жести пропорциональна массе тела. Ќа уровне мор€ ускорение свободного падени€ равно 9,81 м/с2. Ёто сравнительно большое ускорение и непосредственное измерение по падению тел с некоторой высоты св€зано с погрешностью измерени€ малых промежутков времени падени€. ќпределить ускорение свободного падени€ можно с помощью машины јтвуда, в которой времена движени€ грузов сравнительно большие, можно учесть силы сопротивлени€.

ћашина представл€ет собой стойку, на вершине которой расположен легкий блок (рис. 1). „ерез блок переброшена тонка€ нить, на концах которой вис€т два одинаковых груза массами m 0. ѕоложим на груз, вис€щий над фотоэлементом
перегрузок массой Δ m. —истема грузов в этом случае выходит из равновеси€ и начинает двигатьс€ с посто€нным ускорением под действием вертикальных сил
т€жести и сил нат€жени€ нитей.

Ѕолее т€желый груз (с перегрузком) движетс€ ускоренно вниз. ”равнение второго закона Ќьютона дл€ него в проекции на ось, направленную вертикально вниз, имеет вид

 

. (1)

 

¬торой груз под действием силы нат€жени€ нити движетс€ вверх с таким же ускорением (если нить нераст€жима). ¬ проекции на вертикальную ось, направленную вверх, уравнение второго закона Ќьютона примет вид

. (2)

 

ѕри очень легком блоке, когда можно пренебречь инертностью вращени€ блока и трением в оси, силы нат€жени€ по обе стороны блока были бы равны друг другу: 1 = “ 2. ќднако, дл€ повышени€ точности измерений учтем эти факторы, введ€ уравнение динамики вращательного движени€ блока: произведение момента инерции блока на угловое ускорение равно алгебраической сумме моментов сил нат€жени€ и трени€:

 

. (3)

 

”гловое ускорение блока св€зано с касательным ускорением соотношением a = ε R. ћомент сил трени€ в оси блока и сил сопротивлени€ воздуха заменим произведением эквивалентной силы трени€ на радиус блока . Ѕудем считать блок однородным диском, дл€ которого момент инерции равен . —ложим уравнени€ (1), (2) и (3) с учетом указанных соотношений, и получим уравнение совместного движени€ тел или

 

, (3)

где Ц суммарна€ эффективна€ масса движущихс€ тел машины, Δ m Ц масса перегрузка.

”скорение а движени€ грузов можно определить экспериментально по времени падени€ груза с перегрузком с высоты S, использу€ формулы кинематики равноускоренного движени€:

 

, или . (4)

 

ќднако в уравнении (3) дл€ определени€ ускорени€ свободного падени€ остаетс€ неизвестной еще величина силы трени€. „тобы ее исключить, проведем несколько опытов с различным значением массы перегрузка Δ m. ≈сли построить по результатам измерений график зависимости левой части уравнени€ (3) от массы перегрузка, то угловой коэффициент экспериментальной линии будет равен искомому значению ускорени€ свободного падени€, а отрезок, отсекаемой линией на отрицательном участке оси ординат будет равен силе трени€ (рис. 2).

ƒл€ определени€ углового коэффициента экспериментальной линии построим на линии как на гипотенузе пр€моугольный треугольник, по возможности крупнее. ”гловой коэффициент будет равен отношению катетов треугольника. ѕо координатам вершин треугольника среднее значение ускорени€ свободного падени€ будет равно

 

. (5)

 

¬џѕќЋЌ≈Ќ»≈ –јЅќ“џ

 

1. ”становить одинаковые исходные массы обоих грузов m 0 »змерить массы п€ти перегрузков. „тобы погрешность измерени€ времени падени€ была бы много меньше самого времени падени€ суммарна€ масса перегрузков должна быть хот€ бы в п€ть раз меньше массы грузов.

2. ѕоложить перегрузок Δ m на груз, который движетс€ на фотоэлемент. ќпределить эффективную суммарную массу тел . «аписать массу перегрузка Δ m и суммарную массу тел ћ в таблицу. ѕовесить нить с грузами на блок. ”становить фотоэлемент в нижнем положении на стойке. ѕроверить, достаточна ли длина нитей, опускаетс€ ли груз с перегрузком в центр фотоэлемента. »змерить высоту падени€ S как рассто€ние от визира до луча фотоэлемента. –езультат записать в таблицу.

3. ѕодн€ть груз с перегрузком в верхнее положение так, чтобы дно груза было на уровне визира. ¬ключить установку в сеть 220 ¬. Ќажать кнопку —еть (на задней панели), и электромагнитный тормоз будет удерживать грузы. Ќажать кнопку ѕуск секундомера. √рузы придут в движение, секундомер начнет счет времени. ¬ момент перекрыти€ грузом луча фотоэлемента счет прекратитс€, включитс€ тормоз. «аписать в таблицу врем€ падени€ t. ¬ыключить секундомер кнопкой —еть.

S, м    
Δ m, г          
ћ, г          
t, с          
а, м/c2          
ћа, Ќ          

4. ѕовторить измерени€ времени падени€ груза не менее п€ти раз, добавл€€ дополнительные перегрузки. «аписать в таблицу суммарную массу тел, массу перегрузков и врем€ падени€ в каждом опыте.

¬ыключить установку.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-12-04; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 641 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћаской почти всегда добьешьс€ больше, чем грубой силой. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

694 - | 634 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.