Физика ЛР 1 Движение под действием постоянной Васильев М.А.. Лабораторная работа 1 Движение под действием постоянной силы Цель работы
 Скачать 116.1 Kb.
|
|
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.
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
Выполнение работы. Таблица 2. Результаты измерений для  =2,0 кг
Построение графиков зависимости силы трения от внешней силы. Fтр H  Г  Построение графиков зависимости ускорения тела от внешней силы. а, м/   Рис.4 График зависимостиускорения тела от внешней силы для коэффициента трения По графику определяем 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.Вопросы и задания для самоконтроля Что изучает динамика? ДИНАМИКА - часть механики, изучающая связь движения тела с причинами, которые его вызвали Дайте определение динамических характеристик тела? 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 .Что такое динамическое уравнение? 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».Что такое масса? МАССА m есть количественная характеристика инертности тела. Что такое инертность? ИНЕРТНОСТЬ есть свойство тела противиться попыткам изменить его состояние движения. Дайте определение импульса. Импульс тела — векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости Сформулируйте свойство аддитивности импульса. Импульс системы, состоящей из нескольких МТ, равен сумме импульсов каждой МТ Напишите динамическое уравнение для импульса. ДИНАМИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ для импульса:   = .Что такое сила? СИЛА есть векторная характеристика внешнего воздействия на МТ, определяющая быстроту изменения импульса МТ. 10.Сформулируйте принцип суперпозиции сил. Если на тело действует несколько сил, то результирующее воздействие определяется силой, которая равна сумме всех действующих сил. 11.Что такое взаимодействие? ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ это одновременное действие двух тел друг на друга. 12.Сформулируйте третий закон Ньютона. Сила, с которой первое тело действует на второе (  ), равна по величине и направлена противоположно силе, с которой второе тело действует на первое ( ).13.Сформулируйте условия, при которых ускорение прямо пропорционально силе. Ускорение прямо пропорционально силе, если масса тела постоянна 14.Запишите формулу второго закона Ньютона при условии, что массу МТ можно считать постоянной. Формула второго закона Ньютона при условии m=const: m  =  . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
, Н
, Н
, м/с2