Обнинский Институт Атомной Энергетики
Кафедра Общей и Специальной Физики
Отчет по лабораторной работе №5
«Изучение поступательного движения тела
на машине Атвуда.»
Выполнил: Пениос Марк Викторович
Студент группы ИС-Б21
Проверила: Большедворская Елена Николаевна
Обнинск 2021
Цель работы: Проверить справедливость основного уравнения динамики точки: ma=F.
Оборудование: машина Атвуда, набор грузов.
Теория
При поступательном движении твердого тела все его точки описывают одинаковые траектории и имеют в каждый момент времени одинаковые скорости и ускорения. Поэтому поступательное движение тела описывается основным уравнением динамики точки: ma=F
Если тело в начальный момент покоится, а сумма приложенных к нему сил остается постоянной, то тело будет двигаться прямолинейно вдоль направления равнодействующей силы по закону: х=x0 + 0.5at2
Ход работы: Необходимо положить один из перегрузков и измерить время, в течении которого груз проходит путь l, равный 40см. Повторить опыт 10 раз. После этого повторить измерения для оставшихся перегрузков.
Таблица 1. Время прохождения груза с разными перегрузками
№ |
t1 c (m=0,96г) |
t2 с (m=2.95г) |
t3 с (m=1.97г) |
1 |
3,889 |
2,367 |
3,128 |
2 |
3,855 |
2,334 |
3,067 |
3 |
3,774 |
2,339 |
3,074 |
4 |
3,961 |
2,334 |
3,029 |
5 |
3,534 |
2,338 |
3,056 |
6 |
3,928 |
2,369 |
3,103 |
7 |
3,877 |
2,325 |
3,099 |
8 |
3,888 |
2,337 |
3,012 |
9 |
3,900 |
2,317 |
3,039 |
10 |
3,897 |
2,389 |
3,057 |
Дано:
m0=0.5г,
,
M=68.1г;
Рассчитаем
ускорения грузов
и определим погрешности ускорения
по формулам:
- среднее значение
а.
-средняя
квадратичная погрешность
Таблица 2. Ускорение грузов для каждого опыта.
№ опыта |
1 |
2 |
3
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
|
10 |
|
|
|
Для
:
Для
:
Для
:
Для
:
Для
:
Для
:
Для
:
Для
:
Для
:
Найдём
значение поправки
и ускорение свободного падения
(без
учёта момента инерции блока и момента
сил трения) и их сумму:
Для m1:
Для m2:
2,95
Для m3:
Вывод:
Используя
машину Атвуда подтвердили справедливость
основного уравнения динамики ma=F,
определили ускорение свободного падения
g =
.
Ответы на контрольные вопросы:
Поступательное движение — механическое движение системы точек (абсолютно твёрдого тела), при котором отрезок прямой, связывающий любые две точки этого тела, форма и размеры которого во время движения не меняются, остаётся параллельным своему положению в любой предыдущий момент времени.
Таким образом, центр инерции механической системы движется как материальная точка, масса которой равна массе всей системы и на которую действует сила, равная главному вектору внешних сил, приложенных к системе. В общем случае движение твердого тела можно рассматривать как сумму двух движений: поступательного со скоростью , равной скорости центра инерции тела, и вращения вокруг центра инерции. Поэтому последнее уравнение часто называют основным уравнением динамики поступательного движения твердого тела.
Зависимость координаты тела от времени в равномерном прямолинейном движении имеет вид: x = x0 + Vxt, где x0 — начальная координата тела, Vx — скорость движения.
В соотношении 5 предполагается что нить невесома изза того, что ее масса намного меньше массы груза. В соотношении 6 предполагается, что нить нерастяжима и не проскальзывает по блоку и в связи с этим ускорения равны.
Систематическая погрешность может быть вызвана секундомером.,