рефераты рефераты
Главная страница > Лабораторная работа: Законы сохранения механики  
Лабораторная работа: Законы сохранения механики
Главная страница
Новости библиотеки
Форма поиска
Авторизация




 
Статистика
рефераты
Последние новости

Лабораторная работа: Законы сохранения механики

(М + m)gT1 = (М+m)a, (1)

где a ускорение груза А.

1– подставка (столик), передвигающаяся по штанге,

2– вертикальная штанга со шкалой,

3– грузы одинаковых масс,

4– электромагнит для удерживания грузов,

5– легкий пластмассовый блок,

6– тонкая капроновая нить.

Применим второй закон Ньютона к движению груза 3. В силу нерастяжимости нити ускорение груза 3 равно ускорению груза А по абсолютной величине и направлено в противоположную сторону, следовательно, оно равно а. Натяжение правого конца нити обозначим через Т2. Тогда

Mg-T2=Ma. (2)

Запишем основное уравнение динамики вращательного движения твердых тел применительно к блоку:

.


Здесь  – суммарный момент сил относительно оси вращения, приложенный к блоку; I – момент инерции вращающего тела;  – угловое ускорение.

Угловое ускорение связано с линейным ускорением a следующим образом

,

где R – радиус блока.

Запишем для пластмассового блока (с учетом двух последних выражений) основной закон динамики вращательного движения:

, (3)

где I – момент инерции блока; R радиус блока (R=0,066±0,001 м). Очевидно, что если подобран перегрузок m0, при котором система движется равномерно, то момент силы трения

МTP = m0 gR.

Учитывая, что , где М0 – масса блока, уравнение (3) перепишется в виде


. (4)

Из системы уравнений (1), (2), (4) найдем линейное ускорение:

. (5)

Здесь M0 – масса блока (M0 =(0,115± 0,0005) кг); М =(0,161±0,0005) кг – масса груза А и В; m0 = 0,2 г (определяется экспериментально).

Таким образом, движение груза А происходит равноускоренно и подчиняется уравнению (5). Формула (5) может служить для определения ускорения g. Эксперимент осложняется, однако, тем обстоятельством, что не существует простых способов прямого измерения ускорения a. Для определения a воспользуемся равноускоренным характером движения и будем измерять путь S и время t движения груза. Эти величины связаны известным соотношением:

. (6)

Из (6) выразим ускорение а:

. (7)


Экспериментальная часть

Эксперимент выполняется в следующем порядке. Один из имеющихся перегрузков кладут на груз А. Груз А поднимают на определённую высоту и фиксируют, подав ток в катушку электромагнита. Секундомер ставится на нуль. По шкале отмечается высота поднятия груза S над столиком.

Теперь следует разорвать цепь электромагнита и одновременно включить секундомер. При соприкосновении груза А со столиком секундомер выключают и замечают время опускания груза А. Зная S и t, нетрудно посчитать a по формуле (7), Опыт повторяют 5 раз и записывают полученные данные в таблицу:


Масса перегрузки
M=2 г M=4 г M=6 г
i

S1

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a1

м/с2

S1

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a2

м/с2

S1

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a3

м/с2

S2

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a1

м/с2

S2

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a2

м/с2

S2

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a3

м/с2

1

:

5

S3

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a1

м/с2

S3

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a2

м/с2

S3

м

ti

c

t

c

Dti2

c2

a3

м/с2

1

:

5

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13

рефераты
Новости