Московский автомобильно - дорожный институт

( Государственный технический университет)

Волжский филиал

Журнал- отчет

о выполнении лабораторных работ по физике

Механика.

Молекулярная физика

Электричество и магнетизм

Выполнил:

студент ______________________________

группа _______________________________

факультет____________________________

бригада_____________________________

Защита:_________________________________________

Чебоксары- 2012

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Движение с постоянным ускорением

Цель работы:

• Знакомство с применением физической модели Материальная точка;

• Исследование движения материальной тоски с постоянным ускорением;

• Экспериментальное определение ускорения свободного падения на поверхность Земли.

Краткая теория:

Механика – раздел физики, в котором изучаются закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механика Галилея – Ньютона называется классической механикой.

Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причины, обуславливающие это движение.

Поступательное движение - это движение, при котором все точки тела движутся по прямой.

Материальная точка- это абстрактный объект, не имеющий размеров, но обладающий другими характеристиками реального тела.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел.

Системой отсчета называется совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.

Траектория – это геометрическое место точек, которые последовательно проходит материальная точка при движении.

Перемещение – это направленный отрезок, соединяющий начальное и конечное положение тела.

Скорость- это векторная величина, характеризующая быстроту и направление движения.

Ускорение – векторная величина, показывающая, как быстро меняется скорость по величине и направлению.

Тангенциальное ускорение – это величина, равная первой производной от скорости по времени, направлена по касательной к траектории, и показывающая, как быстро изменяется скорость по величине, направлено по касательной к траектории движения.

Нормальное ускорение – это физическая величина, характеризующая изменение скорости по направлению, направлено к центру кривизны траектории.

Порядок измерений:

1. Откройте в разделе « Механика» работу « Свободное падение тел».

2. Рассмотрите картинку в средней части монитора. Найдите регуляторы с движками, задающими высоту h, начальную скорость и угол бросания .

3. Установите заданные значения высоты м , начальной скорости м/с и угла , соответствующие вашей бригаде.

4. Проведите измерения максимальных высот, которых достигло тело, фиксируя их в режиме « стробоскопа», наблюдая за параметрами движения по таблице в правом углу экрана.

5. Запишите полученные данные в таблицу.

Номер измерения	Траектория №1 =15м/с	Траектория №2 =17м/с	Траектория №3 =19м/с	Траектория №4 =22м/с	Траектория №5 =25м/с
1.
2.
3.
4.
5.

6. Изменяйте значение скорости согласно данным таблицы. Измерьте значение максимальных высот для пяти значений скоростей.

7. Занесите данные в таблицу.

8. Запишите в таблицу средние значения вертикальной координаты точки максимального подъема .

9. Постройте график зависимости средних значений вертикальной координаты точки максимального подъема ,откладывая значения по оси Y, от квадрата начальной скорости , отложенного по оси X.

10. Определите по графику значение ускорения свободного падения g, используя формулу :

=

11. Вычислите ошибку среднего значения g, используя формулу:

+

=

=2 + + =

12. Абсолютная погрешность ускорения свободного падения будет равна:

=

13. Запишите ответ в виде:

14. Сделайте вывод по работе и графику: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называется материальной точкой (МТ)? Когда можно применять модель МТ?

2. Дайте определение системы отсчета?

3. Что называется механическим движением?

4. Дайте определение средней скорости МТ, запишите ее формулу.

5. Дайте определение мгновенной скорости МТ, запишите ее формулу.

6. Какое ускорение называется тангенциальным? Какой формулой оно определяется?

7. Какое ускорение называется нормальным? Какой формулой оно определяется?

8. Какое ускорение называется полным? Какой формулой оно определяется?

9. Как движется МТ, если скорость и ускорение направлены в одном направлении?

10. Как движется МТ, если скорость и ускорение направлены в противоположных направлениях?

11. Как движется МТ, если скорость и ускорение все время остаются взаимно перпендикулярными?

12. Выведите формулу для максимальной высоты подъема тела.

Лабораторная работа № 2

Движение под действием постоянной силы.

Цель работы:

• Исследование движения тела под действием постоянной силы

• Экспериментальное определение свойств сил трения покоя и скольжения

• Определение массы тела

Краткая теория:

Динамика – часть механики, изучающая связь между движением тела и причинами, которыми оно вызвано.

Масса имеет три значения: мера инертности тела, мера количества вещества, мера гравитационного взаимодействия.

I закон Ньютона (закон инерции): Материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.

Системы отсчета, в которых справедлив закон инерции называется инерциальной системой отсчета ( ИСО ).

II закон Ньютона: ускорение, приобретаемое телом, пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально его массе:

, где и - векторы, совпадающие по направлению.

F- векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет форму.

Равнодействующая сил, приложенных к телу, равна скорости изменения импульса.

-основной закон динамики материальной точки.

Принцип независимости действия сил: если на материальную точку действуют сразу несколько сил, то каждая из них сообщает МТ такое же ускорение, как если бы других сил не было.

III закон Ньютона. Закон определяет характер взаимодействия между телами: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению, вдоль прямой, соединяющей центры этих тел.

Особенности сил:

- силы возникают при взаимодействии парами;

- являются силами одной природы;

- не компенсируют друг друга, т.к. приложены к разным телам.

Механической системой называется совокупность материальных точек, рассматриваемых как единое целое.

Закон сохранения импульса:

импульс замкнутой системы сохраняется (не изменяется с течением времени).

Порядок выполнения работы:

1. Откройте в разделе «Механика» работу « Движение по наклонной плоскости».

2. Установите значения начальных параметров, соответствующие значениям вашей бригады: , , ,

3. Увеличивая значение внешней силы, подберите ее значение, при котором тело начинает двигаться. Запишите это значение внешней силы в таблицу. Внесите в таблицу соответствующие значения ускорения и силы трения.

	=			=			=
	F, Н	F , Н	а, м/	F, Н	F , Н	а, м/	F, Н	F , Н	а, м/

4. Повторите измерения, увеличивая значение внешней силы на 0,5 Н.. Выполните 10 измерений.

5. Изменяя значение коэффициента трения на и

проведите еще серию аналогичных измерений, занося результаты в таблицу.

6. Постройте на одном чертеже графики зависимости силы трения от внешней силы и ускорения от внешней силы.

7. По наклону графика определите значение массы, используя формулу:

8. Вычислите среднее значение и абсолютную ошибку среднего значения .

Вопросы для самоконтроля:

1. Что изучает динамика?

2. Сформулируйте законы Ньютона.

3. Какой смысл имеет масса?

4. Что называется инертностью?

5. Дайте определение импульса.

6. Запишите закон сохранения импульса для упругого и неупругого взаимодействия.

7. Напишите динамическое уравнение для импульса.

8. Что такое сила?

9. Что такое взаимодействие?

10. Запишите формулу сил трения, тяжести, закона всемирного тяготения, силы Архимеда.

11. В чем заключается принцип суперпозиции сил.

12. Особенности силы трения покоя, скольжения, качения.

Лабораторная работа № 3