Указания к работе:

• На конический маятник действуют две силы: сила тяжести mg и сила упругости F_упр. Их равнодействующая равна F = mg+ F_упр.

• Сила F сообщает маятнику центростремительное ускорение а = 4п² R / Т² (R радиус окружности, по которой движется груз, Т период его вращения).

• Таким образом, в работе необходимо сравнить силу F с произведением

m ×4п² R / Т²

• Способ измерения силы F с помощью динамометра дает наименьшую погрешность, так как в этом случае она определяется только погрешностями динамометра и отсчета.

Лабораторная работа № 3 «Движение тела по окружности под действием силы тяжести»

Цель работы: убедиться в том, что при движении тела по окружности под действием

нескольких сил их равнодействующая равна произведению массы тела на

ускорение: F= mа (на примере конического маятника).

Оборудование: динамометр, часы с секундной стрелкой или секундомер, измерительная

линейка, груз из набора по механике массой 100 г, штатив лабораторный с

кольцом, прочная нить, лист бумаги с начерченной на нем окружностью

радиусом 15 - 20 см, транспортир.

Порядок выполнения работы:

1. Собрать установку с коническим маятником. Для этого:

   • к кольцу штатива подвесить на нити груз

   • для этого верхний конец нити продевают в отверстие кольца штатива и заклинивают заостренной спичкой

   • на столе под маятником расположить лист бумаги с начерченной на нем окружностью

   • центр окружности расположить на отвесной линии, проходящей через точку подвеса маятника

   • маятник привести во вращательное движение в горизонтальной плоскости, взявшись двумя пальцами за нить у точки подвеса. Радиус вращения маятника подбирают равным радиусу окружности.

2. Измерить период вращения маятника с помощью часов с секундной стрелкой. При этом один ученик следит за секундной стрелкой, другой – вращает маятник и ведет счет оборотов N за оду или две минуты.

Зная время и число оборотов, вычислить период вращения:

Т= t /N

3. Подставляя полученные данные (R, m, Т) в приведенную выше формулу, найти

величину mа.

4. Рассчитать равнодействующую сил тяжести и упругости любым из

приведенных способов:

а) Из пропорции: F /mg = R / h, F = mgR /h

б) Измерением силы F с помощью динамометра.

В этом случае маятник оттягивают от положения равновесия на расстояние,

равное радиусу окружности R, и снимают показания динамометра.

5. Сформулировать вывод, сопоставляя результаты измерений F и ma.