Теория эксперимента

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО

ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАШИНЫ АТВУДА

 

Тема: Законы равнопеременного движения.

Задача: Определить ускорение свободного падения.

 

Литература:

1. Г.Н. Глухова, П.И.Самойленко, А.А.Ченцов. Физика: Учеб. для техникумов…– М.: Высш. шк., 1987.

2. И.В. Савельев. Курс общей физики: Учеб. пособие. Т.1. Механика. Молекуляр-ная физика. – М.: Наука, 1987. §§.

3. К.Б.Канн. Курс общей физики: Учеб. пособие. – Белгород: Изд-во БелГУ.- С. 15-28. 4. К.Б.Канн. Лабораторный практикум по механике. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2008.

Оборудование и приборы:

1. Машина Атвуда:

Мерная линейка…

2. Электронный блок:

Секундомер…

 

Теория

Все тела в поле земного тяготения падают с одним и тем же ускорением , которое называется ускорением свободного падения. Слово «свободного» означает, что падению ничего не мешает; в частности, отсутствует сопротивление воздуха. Согласно II закону Ньютона сила, с которой Земля притягивает тело массой (вес тела)

. (1)

Под действием этой силы тело падает равноускоренно, проходя за время путь

, (2)

где – скорость тела в начале пути.

 

Машина Атвуда

Машина Атвуда включает легкий блок 1, укрепленный на стойке штатива 2. На нити, переброшенной через блок, подвешены два груза – 3 и 4. На штативе смонтирован фотодатчик 5, который позволяет фиксировать момент пересечения светового луча (пунктир) правым грузом. Для удержания блока устройство имеет управляемый электромагнит, а время движения грузов определяется электронным секундомером.

Теория эксперимента

Когда левый груз массой и правый одинаковы, вся связка находится в безразличном равновесии. Если на правый груз положить перегрузок 6 массой , то на всю связку будет действовать сила веса перегрузка , под действием которой связка будет двигаться равноускоренно. По II закону Ньютона это ускорение составит

, откуда , (3)

где – общая масса всей связки. Ускорение можно найти по формуле для пути равноускоренного движения:

. (4)

Так как начальная скорость , то из (4) получаем

. (5)