Контрольные вопросы

1. Какое движение называют равноускоренным?

2. Дайте определение ускорения. Какие виды ускорения вам известны?

3. Запишите формулы перемещения и скорости при равноускоренном движении, в том числе, при начальных условиях: υ₀= 0.

4. Изобразите примерные графики зависимостей перемещения от времени (Sотt), модуля скорости от времени (υотt), перемещения от квадрата времени (Sотt²) и скорости от корня квадратного из перемещения (υот).

5. Каков метод определения ускорения используется в данной работе?

Лабораторная работа 4 проверка уравнений равноускоренного движения

Цели работы:проверить уравнение перемещения при равноускоренном движении; проверить второй закон Ньютона; найти мгновенную скорость.

Приборы и принадлежности: электрифицированная машина Атвуда, выпрямитель, электронный секундомер, ключ коммутационный, соединительные провода, перегрузки различной массы.

Библиографический список: [1] § 3, § 6; [2] ч.1 § 4, § 5, § 7; [3] т.1 § 4, § 9, § 17; [4] т.1 § 2 - 3; [5] § 1.5, § 2.2; [7] § 1.2.1, § 1.3.1.

Введение

Рассмотрим движение системы, состоящей из двух тел одинаковой массы Мс перегрузкомmна одном из них; тела подвешены к концам нити, перекинутой через блок (рис. 4.1).

Без учета трения второй закон для первого тела запишется в виде:

(М+m)g–T₁= (M+m)a₁(4.1)

Для второго тела:

Т₂–Mg=Ма₂(4.2)

Е

Рис. 4.1

сли нить нерастяжима, а массами нити и блока можно пренебречь, то грузы движутся с одинаковыми ускорениями и силы натяжения, действующие на грузы, одинаковы. Отсюда из (4.1) и (4.2) получим:

mg= (2M+m)a.(4.3)

Если силой трения пренебречь нельзя, то уравнение (4.3) примет вид:

Mg – F_тр= (2M+m)a. (4.4)

Если система тел начинает движение из состояния покоя, для перемещения Sи скоростиυсправедливы уравнения:

, (4.5)

υ=аt.(4.6)

Из (4.5) и (4.6) формул можно получить зависимость υотS:

υ ²= 2aS. (4.7)

Описание экспериментальной установки

Электрифицированная машина Атвуда состоит (рис. 4.2) из:

• легкого пластмассового блока 1;

• электромагнитного пускателя 2;

• вертикальной стойки 3, укрепленной на подставке с регулировочными винтами (3а); на стойке имеется сантиметровая шкала;

• системы грузов 4;

• приемного столика 5;

• подвижного кольца 6.

Рис. 4.2. Машина Атвуда

Н

Рис. 4.3. Блок-схема

а оборотной стороне стойки 3 имеется специальный паз с токоведущими шинами и колодкой 7 (рис. 4.3); колодка предназначена для подключения к машине Атвуда источника переменного тока 220 В (через селеновый выпрямитель 8) и счетчика-секундомера 9. Подключают эти приборы по блок-схеме (рис. 4.3а) или по блок-схеме (рис. 4.3б).

Электромагнитный пускатель 2 служит для начальной фиксации грузов 4, укрепленных на нити. Нить перекинута через блок 1 и при проведении опытов располагается между якорем и сердечником электромагнита (рис. 4.2а).

При подаче напряжения якорь электромагнита притягивается к сердечнику, и нить надежно захватывается, фиксируя требуемое положение грузов 4. Приемный столик 5 предназначен для разрыва электрической цепи счетчика-секундомера в момент приема падающего на него груза 4.

Грузы 4 состоят из 2-х частей (нижняя часть отвинчивается при необходимости). Внутри каждого груза имеется набор маленьких шариков. Варьируя их количество, можно добиться одинаковой массы грузов. К машине Атвуда прилагаются перегрузки различной массы. Меняя перегрузки, изменяют силу, действующую на систему грузов. Отвинчивая нижние части грузов 4, изменяют массу движущейся системы.

Подвижное кольцо 6 используют, когда возникает необходимость снятия перегрузка с правого груза 4. Сверху подвижное колесо снабжено двумя металлическими полукольцами, выполняющими роль контактов при падении на них перегрузов. В этот момент включается счетчик-секундомер 9 (см. блок-схему рис. 4.3б). Кольцо крепится на столике 3 (рис. 4.1) на пути движения правого груза 4.