- •И н с т р у к ц и я по технике безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Погрешности результатов измерений
- •Лабораторная работа № 1 изучение законов кинематики и динамики поступательного движения
- •Краткая теория.
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 изучение соударенИй шаров
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 изучение вращательного движения твердого тела
- •Краткая теория.
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 исследование упругой деформации и определение модуля юнга при растяжении
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 изучение колебаний физического и математического маятников
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 изучение собственных колебаний пружинного маятника
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 определение скорости звука в воздухе и собственных частот воздушного столба
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 10 изучение сложения колебаний
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11. Определение момента инерции шаров малого радиуса
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение 1
- •Приложение2
Лабораторная работа № 1 изучение законов кинематики и динамики поступательного движения
Цель работы:опытным путем проверить основные законы кинематики и динамики поступательного движения на машине Атвуда.
Приборы и принадлежности:Машина Атвуда, электросекундомер СЭД-1М, грузы, перегрузки, выпрямитель ВС-24М.
Краткая теория.
Кинематика
Кинематикой называется раздел механики, в котором изучаются законы движения без учета причин этого движения.
Различают два простейших вида движений твердого тела: поступательное движение и вращательное движение.
Рассмотрим основные законы и формулы поступательного движения.
При движении точки радиус-вектор, проведенный из начала координат в точку, и координаты точки, представляющие собой проекции радиус-вектора на соответствующие оси, изменяются и являются функциями времени:
(t);(t);(t). (1)
Расстояние S, пройденное точкой также является функцией времени:
S=S(t) (2)
Равенства (1) и (2) называются кинематическими уравнениями движения точки. Если за время tточка переместится на расстояние, то ее средняя скорость перемещения за это время . Скорость в данный момент времени – мгновенную скорость – можно определить как предел этого отношения при условии, что: . Если за времямгновенная скорость изменилась отдо , то среднее ускорение точки за это время
. (3)
Мгновенное ускорение определяется как предел отношения (3) при : .
Одним из простейших видов механического движения является прямолинейное движение точки с постоянным ускорением. Для такого движения . Законы изменения скорости и перемещения с течением времени имеют вид:
(4)
(5)
При равномерном прямолинейном движении скорость точки с течением времени не изменяется: . В уравнениях (4) и (5) нужно положить. При равноускоренном движении (v>v0) во всех формулах кинематики следует считатьa> 0, а при равнозамедленномa< 0.
Динамика
Динамика изучает движение тел с учетом причин, обусловливающих данное движение. При этом следует различать динамику поступательного движения и динамику вращательного движения.
Рассмотрим основные законы и формулы динамики поступательного движения.
Механическое движение тел изменяется в результате их взаимодействия. Количественной мерой такого взаимодействия является сила. Если на тело действуют несколько сил одновременно, то их действия можно заменить действием одной силы , называемой равнодействующей данных сил: .
Основу динамики составляют три закона Ньютона.
Первый закон Ньютона.Существуют системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или находится в покое, если равнодействующая всех сил, действующих на тело равна нулю. Такие системы отсчета называют инерциальными. При.
Второй закон Ньютона.Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил и обратно пропорционально массе тела: или, где– промежуток времени, в течение которого произошло изменение импульсапод действием силы.
Третий закон Ньютона. Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по величине и противоположны по направлению.
Основные законы кинематики и динамики могут быть проверены опытным путем на машине Атвуда.