Порядок выполнения работы
Прежде чем начать измерение, необходимо убедиться, что нити не перекручены (грузики легко двигаются), электромагнит функционирует и при опускании грузика В замыкается контакт, который выключает электросекундомер.
На грузик В навешивают дополнительные грузики и находят, при каком наименьшем начинается движение грузиков, т.е. вес грузика и будет давать силу трения (сила трения покоя несущественно отличается от силы трения при перемещении). Величину определяют по результатам 5-6 измерений.
Потом к грузику В добавляют еще дополнительные грузики (10 или 15 г) и определяют из формулы (6)
– координату центра масс. Начало
координат при этом следует поместить
в центр масс грузиков А и В ( без учета
дополнительных грузов), т.е. в месте
закрепления нити Е. В этом случае
координаты
центров масс грузиков А и В равны по
модулю и могут быть найденны как половина
расстояния между грузами А і В, когда
они находятся на одном уровне (
). Определив величину расстояния
,
на которое смещается центр масс системы
при заданной нагрузке, закрепляют на
этом расстоянии левый край линейки R.После этого грузик В поднимают и фиксируют на заданной высоте, включив ток в цепи электромагнита. Отмечают то деление на вертикальной линейке, напротив которого проходит натянутая нить Z. Выключают ток в цепи электромагнита, одновременно включают электросекундомер. В момент удара грузика В о нижнюю платформу секундомер прекращает отсчет времени движения. Записывают показание секундомера. Отмечают, на каком отсчете шкалы линейки находилась в этот момент нить. Это дает возможность определить расстояние, которое проходит центр масс за известное время. Это время можно изменять, меняя положение нижней платформы на стойке. Для заданной величины перегрузки на грузик В и разных интервалов движения грузиков (разных положений платформы) ускорение должно оставаться постоянной величиной.
Для определения величины ускорения перемещения центра масс используется кинематическое соотношение
,
где – расстояние, - время. Величины и находят по 5-6 измерениям (для заданной высоты платформы). Находят погрешность измерений.
Непосредственная проверка теоремы о движении центра масс состоит в соответствии ( в пределах погрешности измерений) определенной опытным путем величины и рассчитанной по формуле (14).
Контрольные вопросы:
Сформулируйте законы динамики поступательного движения.
Какой вид имеет график зависимости координаты от времени при равнопеременном движении при наличии начальной скорости и при ее отсутствии? Как по этому графику определить скорость тела в данный момент времени?
Равнопеременное движение тел можно было бы изучать на примере свободного падения. Какие при этом возникают трудности? В чем преимущество и недостатки изучения такого характера движения с помощью машины Атвуда?
Какие ошибки возникают в данной работе? Какие меры следует предпринять для их устранения или для уменьшения величины этих ошибок?
Изменяется ли натяжение нитей, если один грузик заменить другим?
Рекомендованная литература:
Инструкция.
Д.В. Сивухин, Общий курс физики. I, -М., 1974, § 11, 12.
С. П. Стрелков,Общий курс физики. Механика,-М.,1975,§16, 17.