рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Машина Атвуда. Методика эксперимента.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Машина Атвуда. Методика эксперимента.

Машина Атвуда. Методика эксперимента. - раздел Образование, Материалов для студентов I семестра Машина Атвуда Предназначена Для Исследования Закона Движения Тела В Поле Земн...

Машина Атвуда предназначена для исследования закона движения тела в поле земного тяготения. Естественнее всего, конечно, изучить этот закон, исследуя свободное падение тел. Этому мешает, однако, большая величина ускорения свободного падения. Такой опыт возможен только при очень большой высоте прибора (большей, чем высота комнаты) или при помощи специальных методов, позволяющих точно измерить небольшие промежутки времени (доли секунды). Так, например, время свободного падения тела с высоты h=1м.

. Машина Атвуда позволяет избежать этих трудностей и замедлить движение до удобных скоростей. Устройство машины Атвуда, являющейся составной частью комплексной лабораторной установки, схематично показано на рис.1. Через легкий блок, свободно вращающийся вокруг оси, перекинута нить, на которой закреплены грузы массой М каждый. На один из грузов кладется перегрузок массой m, в результате чего система грузов выходит из равновесия и начинает двигаться ускоренно.

Найдем ускорение движения грузов, пренебрегая действием сил трения предполагая, что блок и нить невесомы.

Согласно второму закону Ньютона имеем :

(1)

где a - ускорение движения грузов, T - сила натяжения нити.

Из уравнений (1) получаем :

(2)

Движение грузов при наших предположениях происходит, таким образом, равноускоренно. Из формулы (2) видно, что если масса перегрузка m много меньше массы грузов 2М, то ускорение движения существенно меньше окажется также ускорения свободного падения g (при m=0.1M ; a»0.05g ).

рис.1

Ускорение a движения грузов можно определить экспериментально. Для этого следует измерить время t, за которое груз М поднимется на высоту h после чего рассчитать ускорение по формуле

(3)

Указанные изменения времени t можно провести для различных значений высоты h (масса перегрузка m при этом не меняется). Результаты измерений удобно представить, графически в виде зависимости

y= f(x) , где , y=h (4)

Если экспериментальные точки в пределах точности измерений ложатся на прямую (рис.2), то это может являться экспериментальным подтверждением равноускоренного характера движения. (Теоретическая зависимость y=f(x) согласно (3) и (4) имеет вид: у=ax )

0 X

Убедившись в равноускоренности движения, можно воспользоваться формулой (2) и определить ускорение свободного падения для перегрузков, разной массы m.

Цель работы, таким образом, заключается в том, чтобы установить на опыте равноускоренный характер движения грузов, определить ускорение а и рассчитать ускорение свободного падения g по формуле:

(5)

Обратим внимание на то, что при выводе формулы (2) мы пренебрегли трением в системе, а также массами блока и нити. Последнее пренебрежение правомочно, если масса блока и нити много меньше массы грузов. Это условие можно выполнить, если повесить тяжелые грузы. Однако в этом случае увеличивается давление на ось блока и, следовательно, возрастает сила трения в оси.

Величину силы трения можно оценить, определяя наибольшую величину перегрузки m₀, еще не вызывающего движения системы. Этот способ не может быть применен для точного измерения силы трения скольжения, поскольку мешающая опыту сила трения скольжения отнюдь не равна силе трения покоя.

Ясно лишь то, что пренебрежение силой трения возможно, если масса перегрузка m, вызывающего движение системы, во много раз больше массы “страгивающего” перегрузка m₀. Величину перегрузка следует максимально увеличить, однако, величина m не может быть выбрана очень большой, так как движение при этом становится слишком быстрым и точность измерения времени оказывается невысокой. В соответствии с вышеупомянутым значение массы перегрузка должно удовлетворять неравенствам

m₀<< m <<M (6)

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Материалов для студентов I семестра

МГТУ Станкин... Кафедра физики...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Машина Атвуда. Методика эксперимента.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Измерения. Прямые и косвенные измерения.
В основе точных естественных наук, к числу которых относится и физика, лежат измерения. Измерения - это процедура, которая ставит в соответствие физической величине некоторое число.

Обработка результатов прямых измерений.
Запись окончательного результата. Говоря о погрешностях измерений, следует, прежде всего, упомянуть о грубых погрешностях (промах), возникающих вследствие

Обработка результатов косвенных измерений.
Пусть интересующая нас физическая величина Х связана с величинами a и b некоторым физическим соотношением

Использование графиков для обработки результатов измерений
Для наглядного представления полученных результатов измерений, сравнения экспериментальных данных с теоретической зависимостью, а также с целью быстрого и простого определения некоторых величин, ис

Свободное падение.
Если камень или кусок бумаги начали падать с одинаковой высоты одновременно 6ез начальной скорости, то камень достигнет земли раньше, чем комок. Из подобных повседневных наблюдений,

Измерения. Обработка результатов измерений.
1. Определите массу "страгивающего" перегрузка. Для этого, постепенно увеличивая массу m перегрузка, определите значение, начиная с которого блок приходит в движение. Измерения повторите

Пружинный маятник. Методика эксперимента.
Пружинным маятником называют тело, подвешенное на пружине. Пусть на пружине жесткостью К подвешен груз массой m (рис.1)

Измерения. Обработка результатов измерения. Пружинный маятник.
1. Прикрепите к подвешенной пружине груз известной массы m и измерьте деформацию пружины

Математический маятник.

Экспериментальная установка. Методика эксперимента.
Экспериментальная установка, схема которой представлена на рисунке 1, известна как маятник Обербека. Хотя на маятник эта установка совсем не похожа, мы по традиции и для краткости будем называть ее

Измерения. Обработка результатов измерений.
1. Сбалансируйте маятник. Установите грузы на некотором расстоянии R

Физический маятник.
Физическим маятником называется твердое тело, которое может качаться вокруг неподвижной оси. Рассмотрим малые колебания маятника. Положение тела в любой момент времени можно характеризовать углом о

Методика эксперимента.
В данной работе в качестве физического маятника используется однородный металлический стержень длины L. На стержне закреплена опорная призма, острое ребро которой является осью качания маятника. Пр

Измерения. Обработка результатов измерений.
1.Определите диапазон изохронности колебаний. Напомним, что изохронностью колебаний называется свойство независимости периода от амплитуды колебаний. К изохронности колебаний мы приходим исходя из

Кинематика материальной точки.
1.Точка движется в плоскости по закону , где A=3м/с, B=1м/с2,

Импульс. Закон сохранения импульса
7.Какую скорость может сообщить мячу футболист при ударе, если максимальная сила удара Fm = 3500 Н, а время удара t = 8×10-3 c ? Считая, что сила во врем

Гармонические колебания
11.Найти сумму двух колебаний X = A cos wt + B sin wt. 12.Частица совершает гармонические колебания около положения равновесия x=0 с циклической частотой w=

Механика твердого тела. Момент инерции. Момент импульса.
Закон сохранения момента импульса. 17.Вычислите момент инерции однородного диска массой m и радиусом R относительно оси его симметрии. Каков он будет относ

Вращательное движение твердого тела.
20.В устройстве, показанном на рисунке, определите ускорение тел массами m1 и m2 (m1 > m2) связанными невесомой, нерастяжимой нитью, перекинутой через

Импульс. Закон сохранения импульса
35.Пуля массой m = 9г, выпущенная из винтовки, попадает а свободно подвешенную болванку и застревает в ней, сообщая скорость 1м/с. Масса болванки M = 7 кг. Определите скорость пули.

Гармонические колебания
42.Пуля массой m, летевшая горизонтально со скоростью V0, застревает в деревянном кубике массой M , покоившемся на гладкой горизонтальной поверхности. Определите период и

Механика твердого тела. Момент инерции. Момент импульса.
Закон сохранения момента импульса. 44.Однродный стержень массой M и длиной l подвешен за конец в шарнире. Пуля мас

Вращательное движение твердого тела.
46.Тонкий обруч радиусом R раскрутили вокруг его оси до угловой скорости w и положили на горизонтальный стол. Через какое время обруч остановится, если коэффициент трения скольжения