- •Механика
- •Предисловие
- •Цикл 1. Обработка результатов измерений Лабораторная работа 1 определение размеров и плотности тел
- •Введение
- •Описание приборов
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 2
- •Введение
- •Теория метода измерений
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4 проверка уравнений равноускоренного движения
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Теория метода измерений
- •Правила работы на машине Атвуда
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 5 определение скорости пули
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 6 изучение свободного падения тела
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Правила работы с установкой для определения ускорения свободного падения
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 7 изучение деформации изгиба
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 8 проверка закона сохранения импульса
- •Введение
- •Теория метода и описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Цикл 3. Динамика вращательного движения.
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 10 изучение свободных колебаний пружинного маятника
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 11 изучение затухающих колебаний
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Их можно описать уравнением движения вида , (12.2)
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 13 определение момента инерции методом крутильных колебаний
- •Введение2
- •Теория метода и описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 14 определение скорости звука методом сдвига фаз
- •Введение
- •Теория метода и описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендательный библиографический список
- •Оценка погрешностей измерений
- •1. Прямые и косвенные измерения
- •2. Абсолютная и относительная погрешности
- •3. Правила определения абсолютной погрешности
- •3.1.1. Приборная погрешность прямого измерения
- •3.1.2. Оценка случайной погрешности
- •Значения tS для различных значений доверительной вероятности р и числа измерений n (фрагмент таблицы)
- •4. Построение графиков
- •Библиографический список
- •Приставки си для образования кратных и дольных единиц
- •Оглавление
- •Механика
- •Учебно-методический комплекс по дисциплине
- •Для нефизических специальностей
- •Лабораторный практикум
Измерения и обработка результатов
Составить таблицу для записи результатов измерений и вычислений. Определить взвешиванием массу пули.
Привести установку в рабочее состояние, для чего: зарядить баллистический пистолет и установить маятник и пистолет так, чтобы ось пистолета совпадала с горизонтальной осью баллистического маятника (рис. 5.1).
Произвести выстрел (пуля должна влететь в коробку маятника вдоль её оси) и определить смещение коробки по шкале 4 (рис. 5.1). Удар должен быть неупругим. Повторить опыт 5–6 раз, найти Sср.
Вычислить скорость пули по формуле (5.7).
Оценить абсолютную (Δυ) и относительную (ευ) погрешности измерений, используя формулы:
, .
Представить результат в следующем виде:
υ = υ ± Δυ.
Контрольные вопросы
Сформулируйте закон сохранения импульса. Какая система тел называется замкнутой?
Какие силы называются консервативными, диссипативными? Сформулируйте закон сохранения механической энергии.
Запишите эти законы для неупругого удара пули с маятником и для движущегося маятника (с пулей).
Можно ли считать, что кинетическая энергия пули в случае неупругого удара полностью переходит в потенциальную энергию маятника? Ответ пояснить.
Какой удар (упругий или неупругий) имеет место в следующих случаях:
пуля застряла в бруске,
мяч отскочил от стены,
вратарь в прыжке поймал мяч,
биллиардный шар ударил другой так, что оба влетели в две разные лузы.
Выведите и разъясните рабочую формулу (5.7).
Лабораторная работа 6 изучение свободного падения тела
Цели работы:изучить зависимость перемещения от времени движения и представить её графически; определить ускорение свободного падения.
Приборы и принадлежности:установка для определения ускорения свободного падения.
Библиографический список: [1] § 23; [2] ч.1 § 12,§ 15; [3] т.1 § 16, § 33;[6] т.1 § 23;[7] § 1.3.4.
Введение
Свободным падениемназывают движение в вакууме под действием только силы тяжести. Ускорение тела в этом случае называютускорением свободного падения. По второму закону Ньютона:
, (6.1)
где FT – сила тяжести тела массойm.
Траектория, перемещение и скорость при свободном падении зависят от начальной скорости υ0. Приυ0 = 0 тело, находящееся на высотеH и представленное самому себе, движется по вертикали. Тогда его перемещение (высотаH) и конечная скоростьυ равны:
, (6.2)
. (6.3)
В общем случае значение gзависит от высотыhнад поверхностью Земли и широтыφместности. Ускорение свободного падения на полюсе (φ= π/2) максимально, а на экваторе (φ= 0) минимально:
, (6.4)
. (6.5)
Здесь M, R, ω– соответственно масса, радиус и угловая скорость вращения Земли.
Относительное изменение g при переходе с полюса на экватор составляет примерно 0,3% отgmax. Вследствие сплюснутости Землиg изменяется дополнительно с широтой. В итоге ускорение свободного паденияgизменяется от 9,730 м/с2(на экваторе) до 9,832 м/с2(на полюсе). Для Абакана (φ= 56°)g = 9,82 м/с2. Значение g = 9,81 м/с2принято за стандартное (табличное).