физика
.pdf
Это интересно
Стробоскопический метод изучения движения
Стробоскопический метод исследования движения − восприятие быстрой смены изображений отдельных моментов движения тела как непрерывного его движения.
Данный метод позволяет по стробоскопическим фотографиям определить:
−траекторию движения;
−ориентацию его в пространстве;
−направление, величину скорости и ускорения;
−результирующую силу, действующую на тело;
−изменение механической энергии тела.
На приведенной стробоскопической фотографии показано падение яблока. Продольные линии на снимке соответствуют расстоянию 10 см, интервалы между вспышками 0,01 с. Определим, с каким ускорением двигается яблоко. Для этого рассмотрим три последних положения яблока:
t10 = 0,09 c, S10 = 0,4 м; t11 = 0,10 c, S11 = 0,49 м; t12 = 0,11 c, S12 = 0,60 м.
Средняя скорость на интервале от t10 |
до t11 |
равна v |
|
= S11 −S10 |
= 0,49 −0,4 |
= 0,09 = 9 м с. |
|||
|
|
1 |
|
t11 |
−t10 |
|
0,10 −0,09 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Средняя скорость на интервале от t11 |
до t12 |
равна v |
|
= S12 −S11 |
= 0,60 −0,49 = 0,11 =11 м с. |
||||
|
|
2 |
|
t10 |
−t11 |
|
0,11 −0,10 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Среднее ускорение на интервале от t11 до t12 равно |
a = |
v2 −v1 |
= |
10 −9 =10 м с2 , что примерно равно ускорению свободного падения |
|||||
|
|
|
|
|
t |
−t |
|
0,02 |
|
|
|
|
|
|
12 |
10 |
|
|
|
g = 9,8 м/с2.
1.6. Приложение
111
Домашняя лабораторная работа № 2
Трение скольжение веревки
112
Содержание
2.1.Цель работы, оборудование.
2.2.Задание для работы.
2.3.Методика эксперимента.
1.3.1.Краткие теоретические сведения:
− коэффициент трения; − эксперимент Кулона;
1.3.2.План проведения работы:
−упражнение 1: определить плотность твердого тела.
2.4.Контрольные вопросы.
2.5.Список рекомендуемой литературы.
2.6.Приложение.
113
Цель работы: приобретение практических навыков определения коэффициента трения скольжения.
Оборудование
Основными элементами установки являются:
1– бельевая веревка (длиной примерно 100 см);
2– рулетка.
2.1.Цель работы, оборудование
114
Упражнение 1: определить коэффициент трения бельевой веревки о стол.
2.2. Задание для работы
115
Краткие теоретические сведения: сила трения скольжения
В 1781 г. Шарль Кулон, изучая трение веревок о детали, которые в то время были одними из основных частей механизмов, экспериментально установил, что сила трения Fтр прямо пропорциональна силе реакции
опоры N:
Fтр = N .
Коэффициент пропорциональности µ – коэффициент трения – определяется шероховатостью соприкасающихся поверхностей; для более гладких поверхностей он меньше.
Воспользуемся идеей Кулона и определим коэффициент трения веревки о деревянный стол.
2.3. Методика эксперимента
116
Краткие теоретические сведения: эксперимент Кулона
Расположим веревку массой m, длиной L так, чтобы один из ее концов немного свисал со стола. Увеличивая длину свешивающейся части веревки, найдем такое ее положение, когда веревка начнет самостоятельно скользить.
Вэтот момент:
−сила трения, действующая на левую часть веревки, уравновешивается силой тяжести правой ее части: Fтр = m2 g ;
−левая часть веревки имеет массу m1 = mL x , а правая – m2 = mL ( L − x) .
Учитывая эти условия, получаем
m1 g = m2 g
= |
L − x |
. |
(1) |
|
|||
|
x |
|
|
Fтр
m1g
m2g
2.3. Методика эксперимента
117
План проведения работы: упражнение 1: определить коэффициент трения бельевой веревки о стол
1. Измерьте длину веревки и запишите результат. L = ( L ± ∆L) м.
2.Положите веревку на стол перпендикулярно его краю. Постепенно свешивайте часть веревки со стола до тех пор, пока она не начнет скользить. В этот момент измерьте длину веревки расположенной на столе, и запишите результат.
x= ( x ± ∆x) м.
Повторите опыт 5 раз.
3.Используя формулу (1), вычислите коэффициент трения скольжения µ и оцените точность измерений.
2.3.Методика эксперимента
118
1.Чему равен модуль ускорения автомобиля массой 1 т при торможении на горизонтальной поверхности, если коэффициент трения об асфальт составляет 0,4?
а) 100 м/с; |
б) 10 м/с; |
в) 4 м/с; |
г) 0,4 м/с. |
2.Сани со стальными полозьями перемещаются по льду равномерно, прилагая горизонтальное усилие 2 Н. Определить массу саней, если коэффициент трения стали о лед равен 0,02.
а) 5 кг; |
б) 12,5 кг; |
в) 15 кг; |
г) 10 кг. |
3.Тело постоянной массы двигается по горизонтальной поверхности. Какой из нижеприведенных графиков отражает зависимость силы трения от коэффициента трения скольжения?
а) |
; |
б) |
; |
в) |
; |
г) |
. |
4.Тело может двигаться по горизонтальной поверхности под действием одинаковых по модулю сил, направления которых показаны на рисунке. Под действием какой из нижеприведенных сил, сила трения, действующая на это тело, будет максимальной?
а) F1; |
б) F2; |
в) F3; |
г) F4; |
д) F5; |
2.4. Контрольные вопросы
119
1.Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. Шк.,2002. 541с.
2.Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие для вузов: В 5 кн. Кн.1. Механика. Молекулярная физика СПб.: Лань, 2005. 432с.
3.Дятлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для студ. втузов. М.: Академия, 2003. 719 c.
4.URL:http://dic.academic.ru
5.URL:http://ru.wikipedia.org
6.URL:http://school-collection.edu.ru
7.URL:http://www.alleng.ru
2.5.Список рекомендуемой литературы
120