Лабораторная работа № ч машина атвуда алматы 2022 Лабораторная работа №ч машина Атвуда
жүктеу/скачать 347,32 Kb.
|
лр-1
| 2 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Рисунок2. Основной частью установки является юстируемая станина 4 с закреплённой на ней трубой 9. В вершине трубы установлена основа 1 с неподвижной осью, электромагнитный стопор 2 (с кнопкой включения ЭС) и ролик 3. Ролик 3 относительно оси основы закреплён на двух подшипниках, позволяющих ему свободно вращаться вокруг оси. Через ролик 3 переброшена нить 11 (условно нерастяжимая и невесомая) с подвешенными на её концах грузами 10 одинаковой массы. Если на правый груз поместить перегрузок 7, на ролике 3 возникнет момент вращения. При включённом стопоре 2 система ролик - грузы будет неподвижна. Нажав кнопку «ПУСК» на секундомере 8,отключаетсяэлектромагнитный стопор 2 и, одновременно, запускается отсчёт секундомера 8. Грузы 10 придут в движение и, когда груз с перегрузком 7 коснётся поверхности станины 4, сработает датчик 6, что приведёт к остановке отсчёта секундомера 8. 3 ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙРис. 3
Записав уравнения равновесия для каждого из трёх элементов, представленных на рисунке 3, мы получим систему из трёх уравнений, полностью описывающих движение машины Атвуда при условии нерастяжимости нити и отсутствии её проскальзывания в ролике: (9) Решая эту систему уравнений, мы получим формулу для определения ускорения грузов: . (10) Экспериментально получив значение a, можно оценить значение g. Преобразуем (10), разделив числитель на знаменатель: . (11) Так как в нашем случае , можно записать . (12) Тогда, ускорение грузов системы a линейно зависит от массы перегрузка m, т.е. (12) – уравнение прямой линии . (13) Экспериментально получив зависимость времени прохождения груза 10 некоторого одинакового пути S от общей массы перегрузков и используя уравнение движения материальной точки , (14) необходимо построить график . Построив эту зависимость и определив угловой коэффициент прямой, из (12) можно найти ускорение свободного падения g . (15) Из (12) можно определить момент трения, возникающий в узле вращения ролика . (16) Зная g, можно перейти к оценке выполнения второго закона Ньютона. Второй закон Ньютона является одним из основных законов физики. Он гласит, что ускорение материальной точки постоянной массы под действием силы прямо пропорционально величине этой силы. В нашем случае постоянство общей массы системы предлагается обеспечить следующим образом. На левый и правый грузы 10 устанавливается одинаковое количество равных по массе m перегрузков (по четыре на каждый груз). В этом случае система находится в покое. Затем перегрузок с левого груза переносится на правый груз. Возникает сила F , (17) заставляющая систему двигаться равноускоренно, хотя общая масса системы осталась неизменной. Дальнейшее пошаговое перемещение оставшихся перегрузков с левого груза на правый приведёт к увеличению действующей на систему силы F при неизменности общей массы системы. Построив зависимость F=F(a) , убедимся, что она линейна. Следовательно, второй закон Ньютона выполняется. Кроме того, угловой коэффициент этой прямой равен приведённой массе системы . (18) Следует отметить, что для данной установки , , , R=33 мм. жүктеу/скачать 347,32 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|