Информатика
Проектирование
Геометрия
Алгебра
Курсовой
Графика
Электротехника
Задачи

Сопромат

Лабораторные
Методика
Физика
Чертежи
Энергетика
Математика
Реактор

Упражнение Проверка второго закона Ньютона

Проверка состоит в установлении пропорциональности между ускорением  и ускоряющей силой  (4). Ускоряющая сила может изменяться путем подбора добавочных грузов при неизменной массе всей системы. В качестве добавочных грузов используются три кольца с массами . Если все добавочные грузы положить на основные Г1 и Г2, то перекладывании их с одного груза на другой масса всей системы останется неизменной. Изменяться будут только внешняя сила  и ускорение грузов.

Необходимо выполнить работу в следующей последовательности:

1. Проверить нормальное положение колонки I. Груз Г2 при вертикальном перемещении должен свободно проходить сквозь кольцевую подставку КП. Положение прибора можно выровнять регулируемыми ножками 3.

2. Включить установку в сеть 220В и нажать кнопку "СЕТЬ". При этом загорятся лампочки фотоэлектрических датчиков, и на табло секундомера появятся цифры.

3. Освободить блок с грузами от пускового устройства и очистить табло секундомера, последовательно нажимая кнопки "ПУСК" и ''СБРОС²*.

4. Привести систему грузов в начальное положение. Для этого левый груз Г1 опустить вниз до упора на подставку и отжатием кнопки "ПУСК" зафиксировать блок.

5. Задать путь равноускоренного движения грузов. Для этого верхний кронштейн К1, освободив от зажима, подвести под нижнюю кромку правого груза Г2 по метке и закрепить в этом положении. Средний кронштейн К2 установить на расстоянии  от верхнего К1 и закрепить. Значение выбранного пути записать в таблицу 1.

6. Установить величину перегрузки . Для этого на левый груз Г1 положить добавочный груз массой , на правый Г2 – массой .Тогда на правом грузе Г2 образуется избыточная масса всей системы , что создаст перегрузку . Величину  и  записать в таблицу 1.

7. Определить время равноускоренного движения грузов. Тумблер Т с правой стороны секундомера поставить в крайнее верхнее положение (тумблер имеет три позиции) и нажать кнопку "ПУСК". При этом вся система грузов приходит в равноускоренное движение. После прохождения грузом Г2 заданного пути  система автоматически затормозится. Секундомер отсчитает время движения. Опыт с данной перегрузкой проделать три раза , вычислить среднее время движения  и результаты записать в таблицу1.

8. Проделать опыты по пунктам 3, 4, 6 и 7 с перегрузкам , определяемыми избыточными массами:

9. Для каждой перегрузки по средним значениям времени движения по одному и тому же пути  вычислить ускорение . Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 1.

10. Составить график зависимости  и убедиться в справедливости второго закона Ньютона. По графику найти силу трения , численно равную длине отрезка, отсекаемого по оси абсцисс прямой . Значение силы трения  записать в таблицу 1.

Упражнение 2. Изучение законов равноускоренного прямолинейного движения

Проверка уравнений равноускоренного движения, закона пути  и закона скорости  сводится к установлению постоянства отношений  и .

Работу необходимо выполнить в следующей последовательности:

1. Выполнить пункты 1–4 из упражнения 1.

2. Задать путь равноускоренного движения грузов. Для этого средний кронштейн К2 установить на расстоянии  от верхнего К1 и закрепить.

3. Установить величину перегрузки . Для этого на правый груз Г2 положить добавочный груз массой .

4. Определить время  равноускоренного прохождения груза Г2 пути  по пункту 7 упражнения 1. Опыт проделать три раза;  и  записать в табл.1

5. Определить время  равномерного прохождения груза Г2 пути . Для этого привести систему в начальное положение по пунктам 3, 4 упражнения 1, и пункту 3 упражнения 2. Перевести тумблер Т с правой стороны секундомера в крайнее нижнее положение и нажать кнопку "ПУСК". При этом секундомер покажет время равномерного прохождения грузов после снятия перегрузки кольцевой подставкой КП пути  между средним К2 и нижним К3 кронштейнами. Опыт проделать три раза, и значения  и  записать в таблицу 2.

6. Проделать пункты 3-5 настоящего упражнения, установив средний кронштейн К2 на расстоянии  от верхнего К1.

7. По средним значениям времени равноускоренного движения грузов вычислить отношения и . Результаты записать в таблицу 2.

Убедиться в том, что .

8. По средним значениям времени движения грузов вычислить скорость равномерного движения  и . Полагая конечную скорость равноускоренного движения  равной скорости равномерного движения грузов после снятия дополнительного груза, найти отношения   и . Результаты записать в таблицу 2.

Убедиться, в том, что .

Таблица 1

№ опыта по условию:

1)

t1=

t2=

t3=

2)

t1=

t2=

t3=

3)

t1=

t2=

t3=

4)

t1=

t2=

t3=

Таблица 2

№ опыта по

условию  

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Какое движение называется равномерным; равноускоренным? Каковы уравнения этих движений?

Сформулируйте второй закон Ньютона. Как выразить его математической формулой?

Выведите формулу (3) для ускорения грузов на машине Атвуда.

Можно ли пренебречь силой трения в условиях упражнения 1 и 2?

Литература: [1, c.30,49]; [2, c.46]; [3, c.43].

Работа и энергия. Работа переменной силы. Мощность. Энергия кинетическая и потенциальная. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения энергии в механике. Мощности машин и связь с экологией. Силы упругости и трения. Виды деформации. Закон Гука. Энергия упруго-деформированного тела. Силы трения покоя, скольжения и качения. Коэффициент трения. Роль сил трения в технике.

Курс электрических цепей