Физика ЛР 1 Движение под действием постоянной Васильев М.А.. Лабораторная работа 1 Движение под действием постоянной силы Цель работы

Название	Лабораторная работа 1 Движение под действием постоянной силы Цель работы
Дата	20.04.2023
Размер	100.48 Kb.
Формат файла
Имя файла	Физика ЛР 1 Движение под действием постоянной Васильев М.А..docx
Тип	Лабораторная работа #1076863

Лабораторная работа № 1 «Движение под действием постоянной силы»

Цель работы.

Исследовать движение тела под действием постоянной силы.
Выбрать физические и компьютерные модели для анализа движения тела.
Определить экспериментальным путем свойства сил трения покоя и движения.
Определить массу тела.

Краткая теория.

ДИНАМИКА - часть механики, изучающая связь движения тела с причинами, которые его вызвали.

ДИНАМИЧЕСКИЕ характеристики это такие характеристики движения, быстрота изменения которых (производная по времени) пропорциональна определенной характеристике внешнего воздействия. Одной из динамических характеристик движения МТ является импульс

.

МАССА m есть количественная характеристика инертности тела.

ИНЕРТНОСТЬ есть свойство тела противиться попыткам изменить его состояние движения.

ДИНАМИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ для импульса (иногда его называют «уравнением движения тела» или «вторым законом Ньютона»)

. Словесная формулировка: «быстрота изменения импульса определяется суммой всех сил, действующих на тело».

ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА есть следствие динамического уравнения для импульса тела с постоянной массой и имеет вид

.

СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ возникает при соприкосновении двух поверхностей тел и наличии движения одной поверхности относительно другой.

СВОЙСТВА силы трения скольжения:

· направлена против скорости,

· не зависит от величины скорости,

· пропорциональна величине силы N, прижимающей по нормали одно тело к поверхности другого

.

СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ возникает при соприкосновении поверхностей двух тел и наличии составляющей силы, приложенной к одному из тел, направленной вдоль поверхностей и стремящейся вызвать движения (СВД) данного тела вдоль поверхности другого.

СВОЙСТВА силы трения покоя

· направлена против составляющей силы СВД, · равна (до определенного порога) по величине составляющей силы СВД,

· имеет максимальное значение, максимальное значение силы трения покоя пропорционально величине силы N, сжимающей поверхности по нормали

ЗАДАНИЕ: Выведите формулу для нормированного ускорения кубика (a/g) в данной ЛР и для ускорения свободного падения на большой высоте h над поверхностью Земли.

УКАЗАНИЯ: Выпишите формулу для второго закона Ньютона. Подставьте в нее все реальные силы, действующие на кубик. Спроектируйте полученное векторное уравнение на вертикальную и горизонтальную оси. Решите систему уравнений и, разделив слева и справа на mg, найдите нормированное ускорение.

МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

Внимательно рассмотрите рисунок, найдите все регуляторы и другие основные элементы.

Зарисуйте поле движения тела с регуляторами соответствующих параметров (укажите, что они регулируют).

Щелкните мышью кнопку «Старт» в верхнем ряду кнопок.

Внимательно рассмотрите картинку на экране монитора. Нажав мышью, снимите метку около надписи «Тело закреплено». Установите с помощью движков регуляторов

1. угол наклона плоскости, равный нулю,

2. значение внешней силы, равное нулю.

3. первое значение коэффициента трения, указанное в таблице 1 для вашей группы.

Нажимая мышью на кнопку регулятора внешней силы на экране монитора, следите за движением квадратика на оси силы графика силы трения (справа вверху) и за поведением кубика. Потренируйтесь, устанавливая новое значение внешней силы после завершения движения кубика и снимая фиксацию (убирая метку).

Приступайте к измерениям, начиная со значений внешней силы 1 Н и изменяя ее 1 Н. Выставив значение силы, снимайте фиксацию и наблюдайте поведение кубика. Величину силы трения и ускорения определяйте по таблице вверху экрана. Результаты измерений силы трения и ускорения записывайте в таблицу 2, образец которой приведен ниже. Повторите измерения для трех других коэффициентов трения, значения которых указаны в таблице 2.

Исходные данные.

Значения коэффициентов трения

Таблица 2.2

Номер бригады	, кг
2	2,0	0,1	0,2	0,3

Выполнение работы.

Таблица 2. Результаты измерений для

=2,0 кг

Номер измерения	_=0,1			_=0,2			_=0,3
Номер измерения	_,Н	_,Н	, м/с²	F_,Н	_,Н	, м/с²	_,Н	_,Н	, м/с²
1	1	-1	0	1	-1,0	0	1	-1	0
2	2	-2	0	2	-2,0	0	2	-2	0
3	3	-2	0,5	3	-3,0	0	3	-3	0
4	4	-2	1	4	-3,9	0	4	-4	0
5	5	-2	1,5	5	-3,9	0,5	5	-5	0
6	6	-2	2	6	-3,9	1	6	-5,9	0,1
7	7	-2	2,5	7	-3,9	1,5	7	-5,9	0,6
8	8	-2	3	8	-3,9	2	8	-5,9	1,1
9	9	-2	3,5	9	-3,9	2,5	9	-5,9	1,6
10	10	-2	4	10	-3,9	3	10	-5,9	2,1

Построение графиков зависимости силы трения от внешней силы.

Fтр H

График зависимости силы трения от внешней силы для коэффициента трения

Построение графиков зависимости ускорения тела от внешней силы.
а, м/

Рис.4 График зависимостиускорения тела от внешней силы для коэффициента трения

_{По графику определ}яем значение массы m₁ по формуле

Вычисляем среднее значение m.

Вычисляем абсолютную ошибку среднего значения m.

=0,04597=0,05 кг.

Вывод.

В ходе работы было исследовано движение тела под действием постоянной силы. Экспериментальным путем были определены свойства сил трения покоя и движения.

По полученным, в ходе работы, данным была определена масса тела

. Исходная масса тела, в соответствии с заданием, составила 2,0 кг. Из результатов работы следует, что масса тела, полученная в ходе расчетовпрактически равна заданной, отклонение в пределах абсолютной ошибки.