Кинематика и динамика поступательного движения - Физика и энергетика методичка

Главная

Физика и энергетика
Кинематика и динамика поступательного движения

Изучение кинематики и динамики поступательного движения на машине Атвуда. Изучение вращательного движения твердого тела. Определение момента инерции махового ко-леса и момента силы трения в опоре. Изучение физического маятника.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Указания к выполнению лабораторных работ по механике ………......4
Математическая обработка результатов измерений ................................6
Лабораторная работа №1. Изучение кинематики и динамики поступ а тельного движения на машине Атвуда ...........................................................13
Лабораторная работа №2. Изучение вращательного движения твердого тела ........................................................................................................…........ 17
Лабораторная работа №3. Определение момента инерции и проверка теоремы Гюйгенса - Штейнера методом крутильных колебаний.
Трифлярный подвес ....................................................................…................ 21
Лабораторная работа №4. Определение момента инерции махового к о леса и момента силы трения в опоре ............……………………………… 26
Лабораторная работа №5. Изучение законов сохранения энергии и и м пульса при ударе………..……………………………………….....................29
Лабораторная работа №6. Определение скорости полета пули методом баллистического маятника ...................………………….............................. 34
Лабораторная работа №7. Изучение физического маятника....……........37
Лабораторная работа №8. Изучение колебательного движения с пом о щью математического маятника..................................................................... 40
Лабораторная работа №9. Определение ускорения свободного падения при помощи оборотного маятника ....................................…........................ 44
Лабораторная работа №10. Изучение сложения колебаний с помощью электронного осциллографа ..................………………................................. 46
Лабораторная работа №11. Исследование собственных колебаний стр у ны методом резонанса ......................................................................................55
Лабораторная работа №12 . Определение скорости звука в воздухе .......58
Лабораторная работа №13. Определение модуля сдвига методом кр у тильных колебаний ...........................................................................................60
Лабораторная работа №14. Изучение деформации растяжения ............. 64
Приложение 1. Формулы для вычисления погрешностей ..........................70
Приложение 2 . Моменты инерции твердых тел, имеющих простую ге о метрическую форму .........................................................................................71
Приложение 3 . Упругие характеристики некоторых металлов и спл а вов…………..................................................................................................... 72
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ
Глубокое усвоение физики вообще и механики в частности возможно путем изучения теории и в процессе ее применения для решения различных расчетных, качественных и экспериментальных задач.
С физическим экспериментом студент знакомится уже на лекционных занятиях по физике. Но приобщение его к экспериментальным методам и приемам начинается с л а бораторного практикума по механике в курсе «Физические лаборатории». Здесь пр и меняются и теория, и, кроме того, формируются практические умения и навыки в пр о ведении физических измерений, в обработке и представлении результатов.
Перечень работ, предлагаемых в данном Практикуме, предназначен для студентов- физиков и отвечает требованиям, предъявляемым к этому виду занятий, и имеет резерв работ и заданий к некоторым из них. Это позволяет использовать его при постановке практикума по физике для студентов других специальностей.
Практикум по механике содержит инструкции и методические указания к выполн е нию работ, построенных единообразно, по примерной форме: цель работы, идея эксп е римента, теория, экспериментальная установка, проведение эксперимента. В задан и ях к работе подробно описана методика эксперимента и даны указания к обработке р е зультатов.
Качественное выполнение и успешная защита результатов лабораторных работ ст у дентами невозможны без самостоятельной предварительной подготовки к лаборато р ным занятиям. В процессе подготовки к очередному занятию, прежде всего, необход и мо изучить по данному руководству описание выполняемой работы. Однако, огран и читься только этим нельзя, так как теоретическое введение к каждой работе, приведе н ное в данном пособии, не может рассматриваться как достаточный минимум для глуб о кого понимания физических основ работы. Поэтому необходимо к каждой работе ч и тать материал, соответствующий теме работы, по учебнику. Нельзя приступать к раб о те без усвоения ее основных теоретических положений, не осознав логики процедуры измерений, не умея пользоваться измерительными приборами, относящимся к этой р а боте. Приступая к работе, студент должен твердо представлять цель данной работы, общий план работы, т.е. последовательность действий при проведении измерений. Это является главным основанием для допуска к работе при собеседовании с преподават е лем в начале занятия.
Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен осуществить сборку и настройку установки, соблюдая при этом указания настоящего руководства и правила техники безопасности. Тщательность в подготовке приборов к измерениям и в пров е дении самих измерении является залогом хороших окончательных результатов. Пр а вильность сборки проверяется преподавателем или лаборантом, после чего студент п о лучает разрешения приступить к работе.
Результаты измерений должны быть оформлены в виде краткого отчета. В учебной лаборатории имеются примерные формы отчетов по каждой работе. В них показано, какие именно таблицы, графики, расчеты обязательны в отчетах. Отчеты должны с о держать выводы, сделанные на основании результатов работы. Если есть необход и мость, студент имеет право корректировать форму отчета, добиваясь максимальной на-
глядности представления результатов. При обработке результатов измерений следует уделять большое внимание расчету погрешностей измерений и критическому анализу полученных результатов, который должен быть представлен в выводах.
Наличие отчетов и их защита являются основанием для зачета каждой работы и зач е та по курсу «Физические лаборатории».
Под измерением понимают сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.
Измерения подразделяются на прямые и косвенные .
При прямых измерениях определяемую величину сравнивают с единицей измерения непосредственно или при помощи измерительного прибора, проградуированного в с оответствующих единицах.
При косвенных измерениях искомая величина определяется (вычисляется) по резул ь татам прямых измерений других величин, которые связаны с измеряемой величиной определенной функциональной зависимостью.
1. Погрешности результатов измерений
Истинное значение физической величины обычно точно определить нельзя. Коррек т ный способ представления результатов любого измерения состоит в том, что экспер и ментатор указывает свою наилучшую оценку измеряемой величины x наил и интервал, в котором, как он уверен, она лежит:
(измеренная величина) (1)
Величину х называют абсолютной погрешностью или доверительным интервалом определения х .
В студенческой лаборатории полученные абсолютные погрешности обычно должны округляться до одной значащей цифры, например g=0,02385м/с 2 0,02м/с 2. . Но, пож а луй, не стоит делать округление типа 0,14 0,1 , ведь это сразу на 40% уменьшает п о грешность.
Запись результата измерения в виде (1) необходимо делать так, чтобы последняя зн а чащая цифра должна быть того же порядка (находиться в той же десятичной позиции), что и погрешность. Например : 92,8 0,3; 93 3; 90 30 .
Очевидно, что качество измерения характеризуется не только самой абсолютной п о грешностью, но также и отношением x к x наил , т.е. относительной погрешностью и з мерения
По-видимому, простейший тип учебного эксперимента - измерение величины, прин я тое значение которой известно. Например, эксперимент по определению скорости звука в воздухе обычно завершается сравнением измеренного значения скорости (допустим, 329 5м/с ) с принятым (табличным) значением 331м/с . Очевидно, что вывод в данном случае может быть таким: «Измеренное значение скорости звука совпадает с табли ч ным значением с точностью до погрешности измерения». Измерение может рассма т риваться как удовлетворительное, даже если принятое значение слегка выходит за ра м ки измеренного интервала (допустим, 325 5м/с ).
Во многих экспериментах измеряют два значения, которые, согласно теории должны быть равны. Две величины считаются равными, если их измеренные интервалы пер е крываются. Например, импульсы р 1 = 1,51 0,04 кг м/с и р 2 = 1,56 0,06 кг м/с можно
считать «равными с точностью до погрешностей измерений».
Все погрешности подразделяют на систематические , случайные и промахи.
Систематической называют такую погрешность, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины. Т а кие погрешности возникают в результате конструктивных особенностей измерител ь ных приборов, неточности метода исследования, каких-либо упрощений эксперимент а тора, применении для вычислений неточных формул, округления констант. Системат и ческие погрешности либо увеличивают, либо уменьшают результаты измерений. В л ю бом измерительном приборе заложена та или иная систематическая погрешность, кот о рую невозможно устранить, но которую можно учесть.
Случайные погрешности - ошибки, появление которых не может быть предупре ж дено , а их величина непредсказуема . Поэтому случайные погрешности могут оказать определенное влияние на отдельное измерение, но при многократных измерениях они подчиняются статистическим законам и их влияние на результаты измерений можно учесть или значительно уменьшить.
Промахи и грубые погрешности, - чрезвычайно большие ошибки, явно искажающие результаты измерения. Этот класс погрешностей вызван чаще всего неправильными действиями наблюдателя. Измерения, содержащие промахи, следует отбросить.
Для оценки полной погрешности необходимо знать и случайную и систематическую погрешности.
2. Оценка точности результатов одного прямого измерения
Если при повторении измерений в одних и тех же условиях 3 - 4 раза получено одно и то же значение, то это означает, что измерения не обнаруживают случайных изменений, а погрешность обусловлена только систематической погрешностью . Систематическая погрешность в данном случае определяется погрешностями измерительных приборов и часто называется инструментальной или приборной погрешностью . Есть несколько способов задания этой погрешности:
а) Для некоторых приборов инструментальная погрешность дается в виде абсолютной погрешности. Например, для штангенциркуля, в зависимости от конструкции его нониуса,- 0,1 мм или 0,05 мм , для микрометра - 0,01 мм .
б) Для характеристики большинства измерительных приборов часто используют понятие приведенной погрешности п (класса точности) .
Приведенная погрешность - это отношение абсолютной погрешности х к предел ь ному значению х пр измеряемой величины (т.е. к наибольшему её значению, которое может быть измерено по шкале прибора). Приведенная погрешность обычно дается в процентах:
По величине приведенной погрешности приборы разделяют на семь классов: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4 .
Зная класс прибора, можно рассчитать его абсолютную погрешность. Например, вольтметр имеет шкалу делений в пределах от 0 до 300 В (х пр =300 В) и класс точности 0,5 . Тогда
в) В некоторых случаях используется смешанный способ задания инструментальной погрешности. Например, весы технические (Т-200) имеют класс точности 2 . В то же время указывается, что при нагрузке до 20 г абсолютная погрешность равна 5 мг , до 100 г - 50 мг , до 200 г - 100 мг . Набор школьных гирь относится 4-му классу точности, а допустимые погрешности масс гирь указаны в таблице 1.
Если, например, при взвешивании на таких весах с таким набором гирь получено зн ачение массы тела 170 г (100 г + 50 г + 20 г) , то абсолютная погрешность взвешивания равна: х = 40 + 30 + 20 + 100 = 200 (мг)=0,2(г).
г) В тех случаях, когда класс точности прибора не указан, абсолютная погрешность принимается равной половине цены наименьшего деления шкалы прибора . Так при измерении линейкой, наименьшее деление которой 1 мм, абсолютная погрешность равна 0,5 мм.
3. Статистический анализ случайных погрешностей
Пусть при повторении измерений одной и той же физической величины х в одинаковых условиях получены различные значения: x 1 , x 2 , …, x n . Это означает, что есть причины, приводящие к случайному «разбросу» измеряемой величины x i (помехи, трение и т. п.). В этом случае наилучшей оценкой измеряемой величины является среднее ари ф метическое значение найденных значений x i
При наличии случайных погрешностей появление того или иного значения величины x i является случайным событием. Вероятность появления того или иного значения чаще всего определяется законом нормального распределения Гаусса . Распределение случайных погрешностей также чаще всего бывает нормальным. Поэтому распределение Гаусса может быть записано и как з а кон нормального распределения случайных п о грешностей , которое при бесконечно большом числе измерений имеет вид:
Наилучшей оценкой погрешности о т дельного измерения в этом случае являе т ся стандартное отклонение (СО) :
На кривой нормального распределения случайных погрешностей (рис. 1) имеются две характерные точки перегиба А, А . Абсциссы этих точек равны , т. е. стандартному отклонению. Можно показать, что вероятность появления погрешностей, не выход я щих за пределы , равна 0,6827 ( 68 %) . Иначе говоря, при достаточно большом числе измерений (практически при n 30 ) приблизительно 70 % результатов измерений будут попадать в интервал . В другой терминологии: «попадание результата
измерений в доверительный интервал гарантировано с надежностью = 0,68 »
Конечно, надёжность измерений может быть задана и большая, чем 0,68 . В этом случае доверительный интервал расширяется и его границы могут быть рассчитаны с пом о щью так называемых коэффициентов Стьюдента. При выполнении учебных лаборато р ных работ вполне можно ограничиться надежностью =0,68 .
Стандартное отклонение характеризует среднюю погрешность отдельных измер е ний. Результат измерений есть разумная комбинация всех n измерений, и п о этому имеются основания полагать, что он будет более надёжным, чем любое из о т дельных измерений.
Стандартное отклонение среднего (СОС или SDOM - standard deviation of the mean ) равно стандартному отклонению , деленному на :
Таким образом, результат многократных измерений какой-либо физической велич и ны должен представляться в виде:
Чтобы учесть и случайную и систематическую погрешность, т.е. рассчитать полную погрешность измерений, обычно используют правило квадратичного сложения :
4. Оценка точности косвенных измерений
Большинство физических величин обычно невозможно измерить непосредственно, и их определение включает два различных этапа. Сначала измеряют одну или более в е личин x,...,z, которые могут быть непосредственно измерены и, с помощью которых можно вычислить интересующую нас величину. Затем, используя измеренные значения x,..., z, вычисляют саму искомую величину. Если измерение включает эти два этапа, то и оценка погрешностей тоже включает их. Сначала надо оценить погрешности в вел и чинах, которые измеряются непосредственно, а затем определить, к какой погрешности они приводят в конечном результате. При этом, конечно, необходимо учитывать вид функциональной связи между величинами.
Погрешность функции q=f(x,...,z) нескольких переменных x,...,z , измеренных с п о грешностями x,..., z ... в случае, если погрешности независимы и случайны, определ я ется по формуле:
Вычисления погрешности с помощью формулы (9) обычно оказываются достаточно громоздкими. Поэтому лучше производить поэтапное вычисление, используя некот о рые правила, два из которых являются наиболее употребляемыми:
1. Абсолютная погрешность суммы и разности равна квадратичной сумме абс о лютных погрешностей
2. Относительная погрешность комбинации произведения и частного равна ква д ратичной сумме относительных погрешностей
Правила вычисления погрешностей для некоторых других функций приведены в Приложении 1.
Рассмотрим последовательность действий при вычислении погрешности косвенного измерения на примере формулы
Сначала найдем абсолютную и относительную погрешность суммы w=m+M:
Затем найдем относительную и абсолютную погрешности величины v :
Анализ полученной окончательной формулы позволяет установить:
а) Погрешности каких именно величин вносят наибольший вклад в общую погре ш ность. Точному измерению этих величин необходимо уделить наибольшее внимание.
б) Погрешности каких величин практически не влияют на окончательный результат и их можно даже отбросить.
Будем в дальнейшем не принимать в расчет погрешности постоянных ( g, e, ...) и табличных величин, измеренных с большой точностью. Например, погрешность пр и ближенного числа 3,14 составляет всего 0,05 %.
5. Линеаризация функции и метод наименьших квадратов
В физических исследованиях очень часто для сравнения эксперимента с теорией пол ь зуются методом линеаризации теоретической зависимости, Например, исследуется завис и мость перемещения S равноускоренного дв и жения от времени движения. Теор е тическая зависимость имеет вид
Если по экспериментальным точкам постр о ить график зависимости S от t , представля ю щий собой восходящую кривую, то по виду графика нельзя утверждать, что это парабола и именно та парабола второго прядка, кот о рая соответствует проверяемой закономерн о сти, т. к. похожие графики могут иметь другие закономерности. Единственным граф и ком, по внешнему виду которого можно о д нозначно судить о характере исследуемой зависимости, является прямая линия. Для того, чтобы воспользоваться этим свойством
в проверяемой закономерности необходимо выявить в ней такие новые переменные, зависимость между которыми была бы линейной. В нашем случае такими переменн ы ми являются S и t 2 . Следовательно, для проверки справедливости соотношения (13) имеет смысл строить график экспериментальной зависимости S от t 2 . На систему коо р динат S , t 2 (рис. 2) следует нанести экспериментальные точки, а также вправо и влево от них отложить отрезки, длина которых равна погрешностям измерения t 2 (довер и тельным интервалам). Если через начало координат и доверительные интервалы можно провести прямую линию, т. е. экспериментальная зависимость S = f ( t 2 ) является лине й ной, значит соотношение (13) подтверждено экспериментально.
Используя график линеаризованной зависимости, можно определить некоторые п а раметры изучаемого явления из следующих соображений. Уравнение прямой можно записать в виде
y = kx + b . (14)
, (15)
где x - произвольный отрезок на оси 0Х - приращение аргумента, y - соответству ю щее приращение функции. Величина b может быть определена как величина отрезка, отсекаемого графиком на оси 0Y . В нашем случае знание коэффициента k позволяет о п ределить ускорение движения : a = 2k .
При нахождении величин k и b из графика к погрешностям измерения добавляется погрешность построения графика. Существует точный метод нахождения величин k и b - метод наименьших квадратов (МНК). Этот метод позволяет провести прямую так, что сумма квадратов отклонений экспериментальных точек от графика минимальна. Формулы для определения величин k и b имеют вид:
Зная k и b и задавшись какими-либо значениями x 1 и x 2 , можно по формуле (14) в ы числить y 1 и y 2 . Затем через две точки с координатами ( x 1 ,y 1 ) и (x 2 ,y 2 ) проводится и с комая линия.
Теория позволяет также найти погрешности коэффициентов k и b . Сначала вычи с ляют величины:
Затем вычисляют коэффициент линейной корреляции :
Это число принимает значения между -1 и +1 . Если r близко к 1 , то точки лежат вблизи некоторой прямой линии; если r близко к 0 , то точки не коррелированны и либо незначительно, либо совсем не группируются около прямой линии.
Вычисление абсолютных погрешностей коэффициентов k и b выполняется по форм у лам:
, . (19)
Основным назначением микрокалькулятора является быстрое и точное получение результатов арифметических вычислений. Поэтому отпадает необходимость в пр и менении предварительного округления чисел.
Учитывая, что в лабораторных работах редко встречаются числа, имеющие больше четырех значащих цифр, точность до восьми цифр, получаемых на микрокалькулят о ре, является излишней и маскирует существование инструментальной погрешности и по Для того чтобы избежать иллюзорного впечатления о высокой точности резул ь тата, полученного с помощью микрокалькулятора, нужно посредством правил по д счета значащих цифр округлить результат математических вычислений так, чтобы точность их соответствовала точности данных, полученных от измерения.
Экспериментальная проверка основных уравнений и законов поступательного дв и жения тела на специально сконструированной для этого лабораторной установке - машине Атвуда.
Несмотря на то, что основные уравнения кинематики и динамики прямолинейного движения имеют простую форму и не вызывают сомнения, экспериментальная прове рка этих соотношений весьма сложна. Трудности возникают в основном по двум причинам. Во-первых, при достаточно больших скоростях движения тел необходимо с большой точностью измерять время их движения. Во-вторых, в любой системе движущихся тел действуют силы трения и сопротивления, которые трудно учесть с достаточной степенью точности.
Определим, например, время падения тела с высоты h = 1,0 м при g равным 9,8 м/с 2 :
Если при выполнении эксперимента по определению g по времени падения тела с указанной высоты допускается погрешность в измерении времени равная 0,01 с , т. е. возможно получение значений времени 0,46 с или 0,44 с , разброс результатов измерений получается недопустимо большим: g =9,4 - 10,3 м/с 2 . С целью уменьшения влияния точности измерения времени на результаты измерений можно, например, резко увеличить высоту падения. Но при падении с больших высот достигаются большие скорости движения, что приводит к резкому увеличению сопротивления воздуха, которое трудно учесть.
Трудности рассмотренного опыта связаны с большим значением ускорения свободного падения. Так как ускорение большое, то тело быстро набирает скорость, а при этом или время падения мало и его трудно точно измерить, или сама расчетная формула неточна, т. к. не учитывает трение.
Уменьшить ускорение и одновременно максимально уменьшить силу сопротивления можно с помощью устройства, которое называют машиной Атвуда.
Машина Атвуда (рис. 3) состоит из легкого блока Б , через который переброшена нить с двумя равными грузами на концах (масса обоих грузов одинакова и равна m ). Грузы могут двигаться вдоль вертикальной рейки со шкалой Ш . Если на правый груз положить небольшой перегрузок, грузы начнут двигаться с некоторым ускорением. Кольцевая полочка П 1 , которая может закрепляться в любом положении, предназначена для свободного прохода груза и для снятия перегрузка. Для приема падающего груза служит полочка П 2 .
Второй закон Ньютона для каждого из тел системы в предположении невесомости блока и отсутствия трения дает
где Т 1 , 2 - силы натяжения нити, m - масса каждого груза, m - масса перегрузка, а - ускорение системы.
В проекциях на вертикальную ось О Y получаем соотношения
Отсюда, так как Т 1 = Т 2 , ускорение движения системы равно
Из этого выражения видно, во-первых, что ускорение не зависит от времени, что док а зывает равноускоренный характер движения грузов. Во-вторых, видно, что изменять ускорение можно, меняя массу перегрузка m .
В случае равноускоренного движения скорость грузов v и их перемещение S за время t определяются уравнениями
Задание 1. Проверка закона скоростей
1. Проверяют вертикальность установки машины Атвуда. Балансируют грузы.
2. Укрепляют на шкале кольцевую полочку П 1 . Регулируют ее положение.
3. Накладывают на правый груз перегрузок в 5-6 г .
4. Двигаясь равноускоренно из верхнего положения до кольцевой полочки, правый груз проходит путь S 1 за время t 1 и приобретает к концу этого движения скорость v (рис. 5). На кольцевой полочке груз сбрасывает перегрузок и дальше движется равномерно со скоростью, которую он приобрел в конце разгона. Для определения ее следует изм е рить время t 2 движения груза на пути S 2 . Таким образом, каждый опыт с о стоит из двух измерений: сначала измеряется время равноу с коренного движения t 1 , а затем груз п о вторно запускается для измерения времени равномерного движения t 2 .
5. Проводят 5-6 опытов при различных значениях пути S 1 (с шагом 15-20 см ). Путь S 2 выбирается произвольно. Полученные данные заносят в таблицу 1.1. отчета
1. По полученным данным строят график зависимости v = f ( t). Точку ( t =0, v =0) на графике не откладывают.
2 . Если экспериментальные точки ложатся на прямую с н е большим разбросом и прямая проходит через начало коорд и нат, то можно сделать вывод о выполнении закона скор о стей .
3. Для определения с помощью полученного графика уск о рения движения сначала необходимо получить точное ура в нение экспериментальной прямой. Для этого применяют м е тод наименьших квадратов (МНК). Угловой коэффициент прямой, т.е. значение коэффициента k в полученном уравн е нии, равен ускорению а .
4. По формулам МНК определяют погрешность измерения а .
Задание 2. Проверка закона перемещений
1. Снимают с машины кольцевую полочку.
2. На правый груз накладывают перегрузок в 5-6 г.
3. Измеряют время прохождения грузом расстояний в 20, 40, 60 и т.д. см - всего 6-7 опытов. Полученные данные заносят в таблицу 1.2 отчета.
4. Зависимость S = f ( t ) - квадратичная функция, а ее график - парабола. Однако ее гр а фическая идентификация («узнавание») невозможна. Поэтому строят график зависим о сти S = f ( t 2 ) . Точку ( t =0, S =0) на графике не откладывают. Если экспериментальные точки ложатся на прямую с небольшим разбросом и прямая проходит через начало к о ординат, то можно сделать вывод о выполнении закона перемещений .
5. Как и в задании 1 для линеаризации зависимости применяют МНК. С помощью п о лученного уравнения находят ускорение движения и определяют погрешность его и з мерения.
6. Зная массы грузов и перегрузка, из формулы (1.4) находят ускорение свободного п а дения. Учитывая погрешности измерения масс грузов и перегрузка, находят относ и тельную и абсолютную погрешность измерения ускорения свободного падения.
Задание 3. Проверка второго закона Ньютона.
Поскольку ускорение движения является функцией двух переменных - силы и массы, то изучение второго закона Ньютона выполняется путем раздельного исследования двух зависимостей: 1) зависимости ускорения от действующей силы при постоянной массе системы и 2) зависимости ускорения от массы системы при постоянной действующей силе.
Исследование зависимости ускорения от силы при постоянной массе
1. Тщательно балансируют грузы, выбрав их массы в пределах 150 - 200 г каждый.
2. Затем на правый груз последовательно накладывают перегрузки. В результате в си с теме появляется движущая сила равная mg , где m - суммарная масса перегрузков. При этом, конечно, общая масса системы незначительно увеличивается, но этим изм е нением массы по сравнению с массой грузов можно пренебречь, считая массу системы постоянной.
3 . Измеряют время равноускоренного движения системы на пути, например, 1 метр . Все данные заносят в таблицу 1.3 отчета.
4. Пользуясь законом путей (1.6), вычисляют ускорение а .
5. Поводят еще 5-6 опытов, последовательно увеличивая массу перегрузков.
6. Строят график зависимости ускорения движения от действующей силы. Точку ( F =0, a =0) на графике не откладывают. Если экспериментальные точки ложатся на прямую с небольшим разбросом и прямая проходит через начало координат, то можно сделать вывод о том, что ускорение действительно прямо пропорционально силе.
7. По угловому коэффициенту полученной прямой определяют массу системы и сра в нивают ее реальной массой.
Исследование зависимости ускорения от массы при постоянной силе
1. Все опыты проводят с одним и тем же перегрузком, т.е. при постоянной действу ющей силе. Ускорение системы измеряется также как и в предыдущем задании.
2. Для изменения массы системы одновременно на правый и левый груз кладут допо л нительные одинаковые грузы. Все данные записывают в таблицу 1.4 отчета.
3. График обратно пропорциональной зависимости ускорения от массы представляет собой гиперболу, которую невозможно идентифицировать. Для проверки предполож е ния об обратно пропорциональной зависимости между ускорением и массой необходимо построить график зависимости ускорения от о б ратного значения массы системы: a = f (М -1 ) . Подтверждением предположения является прямолинейность этого графика.
4. По угловому коэффициенту полученной прямой определяют значение приложенной силы и сравнивают ее с реально действующей в системе.
Экспериментальная проверка основного уравнения динамики вращательного движ е ния твердого
Кинематика и динамика поступательного движения методичка. Физика и энергетика.
Реферат: Лимитирующие факторы 2
Реферат: Характеристика Австралии. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа по теме Правовая природа договора поставки
Курсовая Работа На Тему Многомерные Статистические Методы И Эконометрика
Статья: Особливості проходження адаптації студентів груп нового набору до умов навчання у ВНЗ І-ІІ рівні
Государство Это Я Эссе По Обществознанию
Дипломная Работа На Тему Золото И Его Роль В Финансовой Системе Общества
Какие Изменения Нужно Внести В Коап Реферат
Реферат по теме Избирательная система современной России
Эссе На Тему Роль Религий
Эссе Челобитные Ивана Пересветова Ивану Грозному
Эссе Значение Художественной Литературы
Хромосомные Болезни Человека Реферат
Доклад по теме Важные элементы, необходимые для нормального роста растения и их содержание в различных удобрениях
Курсовая работа по теме Разработка внутрицеховой электрической сети
Реферат: Воздействие электромагнитных лучей на организм человека и способы борьбы с ними. Скачать бесплатно и без регистрации
Лабораторная работа: Изучение законов вращательного движения
Реферат: NorwayVsPuetoRico Essay Research Paper NorwayVsPuerto RicoByDavid Torres21400Norway
Курсовая работа: Лекарственные вещества, угнетающие центральную нервную систему
Сочинение 11 Класс Моя Тема Сочинения
Вербальность мышления - Психология реферат
Разработка приложения-драйвера клавиатуры - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа
Закон всемирного тяготения - Физика и энергетика реферат