Порядок проведення вимірювань

1. Встановити верхній і нижній кронштейни так, щоб відстань L ₂ становила 15–20 см.

2. Розташувати на вантажі С ₂ маси m один з наявних перегрузків маси D m.

3. Визначити 3–5 разів час t ₂ проходження проміжку L ₂. Результати вимірювань занести до табл. 4.2.

4. Провести аналогічні вимірювання, поклавши на вантаж С ₂ інші перегрузки.

Результати вимірювань також занести до табл.4.2.

Таблиця. 4.2.

№	m, кг	D m, кг	t 2 i, c	a i, м/c2	, м/c2	A	B
	.	.	.
	.
	.
	.	.
	.
	.
	.	.
	.
	.

 

Обробка результатів

1. За експериментальним даними, використовуючи (4.15), обчислити величину прискорень a _i:

і визначити середнє значення прискорення для кожного із трьох значень Δ m.

Результати обчислень занести до табл.4.2.

2. Обчислити значення лівої та правої частин у співвідношенні (4.14) для кожного розглянутого експериментального випадку. Занести до табл. 4.2 знайдені значення. Експериментально отримані ліва та права частини співвідношення (4.14) для трьох різних значень Δ m повинні бути рівні з урахуванням похибок їхнього визначення. У такий спосіб перевіряється справедливість другого закону Ньютона.

Завдання 3. Оцінка впливу сили тертя і маси блоку на точність результатів (виконується за вказівкою викладача). Відмінне від нуля значення маси блоку та наявність сили тертя в його осі призводять до систематичних похибок при виконанні 1-го й 2-го завдань. Припустимо, що значення m ₀ та М _тр в (4.11) невеликі, тоді можна одержати наближений вираз для прискорення, розкладаючи ряд (4.11) за малими параметрами (тому що момент сили тертя в даній роботі значно менший від моменту сили тяжіння перегрузка) і (половина маси блоку значно менша від суми подвоєної маси вантажу С ₂ і маси перегрузка) та нехтуючи членами другого порядку малості:

. (4.16)

Перший член у розкладанні повністю збігається із прискоренням (4.5) для ідеальної машини Атвуда, другий і третій також мають розмірність прискорення і визначають систематичні похибки, внесені силою тертя й масою блоку, відповідно:

, (4.17)

. (4.18)

У цьому завданні потрібно на основі використання можливостей експериментальної установки зробити наступне:

1. Виробити алгоритми експериментального визначення величин й . При виконанні цього завдання потрібно виходити з того, що у наявності є набір важків (монет, дрібних предметів), штангенциркуль і відома густина матеріалу, з якого зроблено блок (g _Al =2,69 г/см³).

2. Відповідно до обраних алгоритмів провести експеримент, визначити величину або або (за вказівкою викладача) і переконатися в її малості порівняно з а.

Основні підсумки роботи

На підставі виконання роботи повинно бути показано, що рух системи тіл під дією постійної сили є рівноприскореним, а також експериментально перевірена справедливість 2-го закону Ньютона. Повинні бути проаналізовані систематичні похибки при проведенні експерименту (за вказівкою викладача). Оформлення звіту з лабораторної роботи завершується написанням висновку.

Контрольні запитання

1. Що таке інерціальні та неінерціальні системи відліку? Сформулюйте 1-й закон Ньютона.

2. Що таке маса, як її виміряти?

3. Що таке сила, як її виміряти?

4. Сформулюйте 2-й закон Ньютона.

5. Сформулюйте 3-й закон Ньютона.

6. Сформулюйте умови, за яких отримані основні співвідношення роботи. Як ці умови впливають на вид розв’язуваної системи рівнянь.

7. Запишіть систему рівнянь, що описують рух розглянутої установки без урахування маси блоку і сили тертя в осі.

8. Запишіть систему рівнянь, що описує рух розглянутої установки з урахуванням маси блоку і сили тертя в осі.

 

Література

1. Савельев И.В. Курс общей физики. т. 1. — М.: — Наука, 1989.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. 1.Механика. 3-е изб. М.:Наука, 1989, Гл.II.

3. Лабораторный практикум по физике (Под ред. А.С. Ахматова. — М: Высш.шк.) 1980.