Для студентов, для распечатки / Лабораторные / №2 Движение по окружности 2003

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Тема: «Изучение движения тела по окружности»

Цель: изучить условия равномерного движения тела по окружности. Выполнить расчет ускорения тела, подвешенного на нити, при равномерном движении его по окружности под действием силы тяжести и силы упругости. Проверить результаты расчета экспериментально.

Оборудование: нить, шар с отверстием, измерительная линейка, лист бумаги, секундомер.

Теоретическая часть

По второму закону Ньютона тело движется равномерно со скоростью υ по окружности радиуса r, если равнодействующая всех сил, действующих на тело, перпендикулярна вектору скорости и ее модуль равен: F=ma=

При вращении по окружности тела, подвешенного на нити, на него действуют сила тяжести F_т и сила упругости F_у.

Как видно из рисунка, их равнодействующая равна: F= F_т tg = mgtg.

Поэтому центростремительное ускорение при движении тела по окружности радиуса r можно вычислить по формуле a = tg.

Порядок выполнения работы

1. Рассчитайте центростремительное ускорение шара, подвешенного на нити длиной 30 см, при равномерном движении по окружности радиусом 15 см по формуле (1).

2. Определите центростремительное ускорение шара экспериментальным путем. Для этого на листе бумаги начертите окружность r = 15 см. Положите этот лист на стол. Пропустите нить через шар и отметьте на нити длину l = 30 см, начиная отсчет от центра шара.

Возьмите нить в месте отметки, расположите шар над центром начерченной окружности. Постепенно раскручивая шар, добейтесь его равномерного вращения по окружности радиусом 15 см (см. рис.). Измерьте время t, за которое шар делает n = 20 оборотов.

Вычислите центростремительное ускорение по формуле , где .

3. Сравните расчетное а_р и экспериментальное а_э значения центростремительного ускорения. Совпадают ли они? Сделайте вывод.

r, м	l, м	tg	a tg, м/c	a= м/с

4. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу.

ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ

ВЫВОД:

Контрольные вопросы:

1. При каком условии тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью?

2. Как рассчитывалось ускорение равномерного движения по окружности в данной работе?

3. Как определялось ускорение в эксперименте?

4. Совпали ли результаты теоретического расчета и опыта?

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.При каком условии тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью?

2.Как рассчитывалось ускорение равномерного движения по окружности в данной работе?

3.Как определялось ускорение в эксперименте?

4.Совпали ли результаты теоретического расчета и опыта?