ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Лабораторная работа № 1ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАШИНЫ АТВУДА
Цель работы: изучение законов динамики поступательного движения системы тел, исследование движения с различными ускорениями, определение ускорения свободного падения
Основные теоретические сведения Поступательным называется такое движение, при котором все точки тела описывают в пространстве конгруэнтные траектории. Средней скоростью называется отношение вектора перемещения к интервалу времени : (рис. 1.1), а мгновенной скоростью – предельное значение средней скорости, то есть . Направление мгновенной скорости совпадает с касательной к траектории в каждой точке. Движение с постоянной скоростью называется равномерным движением. Средним ускорением называется отношение вектора изменения скорости к интервалу времени : , а мгновенным ускорением – (рис. 1.1). Движение с постоянным ускорением называется равнопеременным. Если траектория представляет собой прямую линию (рис.1.2), а начальная скорость равна , то формула пути для такого движения имеет вид: . (1.1) При движении под действием силы выполняется второй закон Ньютона: , (1.2) где m – масса тела. Если сила является силой тяжести, то есть тело движется в поле тяготения Земли, то , (1.3) где P – вес тела, то есть сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Именно такое движение и рассматривается в данной работе.
Экспериментальная установка и методика измерений Основные законы кинематики и динамики могут быть проверены опытным путем на машине Атвуда. Машина Атвуда (см. рис. 1.3) состоит из укрепленного на штативе 1 блока 2, через который перекинута нить с подвешенными на ней одинаковыми грузами 3 и 4. Масса этих грузов может быть увеличена добавочными небольшими грузами – перегрузками 5. Если на груз массы положить перегрузок с массой , то вся система начнет двигаться равноускоренно. На груз 3 и груз 4 с перегрузком 5 будут действовать две силы: сила тяжести и сила натяжения нити. При этом, если масса блока невелика по сравнению с , и трение мало, то раскручивание блока практически не требует приложения к нему крутящего момента и силы натяжения нити по обе стороны блока равны друг другу. На основании второго закона Ньютона можно написать для обоих грузов уравнение движения:
, (1.4) где – ускорение системы, Т – натяжение нити, – ускорение свободного падения. Решение этих уравнений дает величину натяжения нити и величину ускорения: , (1.5) . (1.6) Отсюда . (1.7) Ускорение грузов а можно найти из кинематических соотношений (1.1), которые для нашего случая перепишутся в виде: , (1.8) здесь h – высота, с которой падает груз, t – время падения. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|