Лаб.работа№4

2

Лабораторная работа № 4

ИЗУЧЕНИЕ ВТОРОГО ЗАКОНА НЬЮТОНА

С ПОМОЩЬЮ МАШИНЫ АТВУДА

Цель работы: на опыте изучить действие основного закона динамики поступательного движения.

Приборы и принадлежности: установка «машина Атвуда», набор грузов, секундомер, линейка.

1. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Основной закон динамики поступательного движения (второй закон Ньютона): если на тело массой m действует сила F, то это тело приобретает ускорение a, величина которого прямо пропорциональна величине действующей силы и обратно пропорциональна массе данного телa: a = F/m

Линейная зависимость величины ускорения от величины действующей силы может быть проверена экспериментально с помощью «машины Атвуда» (рис.1).

Через легкий блок перекинута тонкая нить, на концах которой подвешены

грузы массой M каждый. На левый и правый грузы помещают перегрузки

массами m₁ и m₂. Величину ускорения грузов можно определить опытным

путем с помощью формулы a = 2h/t², где h – путь, пройденный телом за время t

после начала равноускоренного движения с ускорением a.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Результаты измерений записать в таблицы (табл.1,2).

Таблица 1

№	F	t1, с	t2, с	t3, с	t4, с	t5, с	tср, с	t, с	t
1	2mg
2	4mg
3	6mg
4	8mg

Таблица 2

№	F	h, м	tср, с	a, м/с^2	а	a, м/с^2	a  a, м/с^2
1	2mg
2	4mg
3	6mg
4	8mg

2. Расположим сначала восемь одинаковых перегрузков на правом грузе.

3. Измерим высоту h , которую проходят грузы, и время их движения t. Заносим в табл. 1.

4. Перекладывая по одному перегрузку с правого груза на левый, выполним пункт 3.

5. Вычислим ускорения по формулы a = 2h/t². Заносим в табл. 2.

5. Оценим погрешности определения ускорений а₁,. а₂,. а₃,. а₄,. Относительная погрешность: δа = δh + 2δt = Δh/h +2Δt/t_ср. Абсолютные погрешности: Δа = а∙δа

6. C учетом погрешностей построим график a = f(F).

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать определения пути, перемещения, скорости и ускорения. a

2. Дать определения силы и массы.

3. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.

4. Первый, второй и третий законы Ньютона.

5. Основной закон динамики поступательного движения в дифференциальной форме.

6. Как с помощью построенного графика a = f(F) определить F общую массу системы? 2mg 4mg 6mg 8mg

7. График зависимости a = f(F) не проходит через начало координат! Почему?

8. Прямые и косвенные измерения.

9. Абсолютная и относительная погрешности прямых измерений.