Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести
 Скачать 71.17 Kb.
|
|
Лабораторная работа № 6 Тема: Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести Цель: проверить второго закона Ньютона для движения конического маятника Оборудование: груз наборный, динамометр 0 – 1 Н, секундомер, рулетка, штатив  Пояснения к работе Груз, висящий на нити, отклоняют от положения равновесия и слегка толкают в сторону так, чтобы он стал описывать круги в горизонтальной плоскости. На вращающийся груз будут действовать сила тяжести и сила упругости нити, направленные под углом друг к другу. Геометрическая сумма этих сил направлена к центру описываемой грузом окружности. Под действием этой суммы сил груз получает ускорение, направленное к центру окружности: ац = υ2 / R (1) Значение суммы сил тяжести и натяжения нити Fсум, которая действовала на груз при его вращении, можно измерить после того как груз будет остановлен. К грузу прицепляют динамометр и, удерживая прибор в руке, медленно отводят в сторону пока пока угол отклонения подвеса не станет снова таким, каким он был при вращении груза. На основании второго закона Ньютона должно выполняться равенство: Fсум = maц = mv2 / R (2) Чтобы определить скорость измеряют время t, за которое груз совершит несколько оборотов n и радиус окружности R. Тгда скорость можно вычислить по формуле: v = 2πRn / t (3)  После подстановки формулы (3) в (2) получим: Fсум = 4π2n2mR / t2 (4) Справедливость этого равенства и проверяется в работе Ход работы 1.Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений
Fсум. изм – значение суммы сил тяжести и упругости измеренное динамометром Fсум – значение этой суммы, вычисленное по данным измерений по формуле (4) 2.На бумажном листе проведите циркулем окружность радиусом 8 – 10 см 3.Штатив собирают так, чтобы конец лапки оказался возможно дальше от стержня. На конце нити завяжите петлю, за которую подвесьте груз. Свободный конец нити зажимают лапкой, следя при этом, чтобы груз оказался подвешенным на высоте около 1 см от поверхности стола. Под груз подложите лист бумаги, на котором проведена окружность. Неподвижный груз должен висеть точно над её центром. Отклоните груз до линии круга и слегка толкните вдоль касательной к окружности. Проведите несколько пробных пусков и определите силу и направление толчка, после которого центр груза вращался бы точно над окружностью. 4.Измерьте время t, за которое груз совершит 10 полных оборотов 5.Измерьте радиус окружности R 6.Измерьте динамометром значение суммы сил Fсум. изм, действовавших на груз при его вращении 7.Вычислите по формуле (4) значение суммы сил тяжести и упругости Fсум 8.Сделайте вывод о справедливости равенства (4). Укажите возможные причины расхождения результатов Вывод: В результате проведённой работы я научился (лась) _______________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ |