
- •Физика. Изучение прямолинейного движения тел на машине атвуда
- •Принцип работы лабораторной установки
- •Машина Атвуда
- •1 Способ
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •2 Способ
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Дополнительное задание
- •Литература
1 Способ
Убедиться
в справедливости (4), исследовав
зависимость пути S
от
времени t.
Однако,
если, проделав измерения, построить
график зависимости
в координатахS
и
t,
то
мы получим некоторую кривую линию, по
виду которой трудно утверждать,
что эта кривая представляет собой
параболу, соответствующую
зависимости (4). В этой связи функцию (4)
необходимо
линеаризовать, т.е. выявить такие
переменные, зависимость
между которыми была бы линейной, и
построить линеаризованный
график. В данном случае такими переменными
могут
быть, например, S
и t2
или
иt.
Действительно,
анализируя (4),
а также выражение
,
(5)
видим,
что указанные переменные связаны
линейной зависимостью (сравните:
).
В
данном случае целесообразнее строить
линеаризованный график
экспериментальной зависимости в
координатахиt.
Согласно
(5) график, построенный в координатах
и t,
должен
представлять
собой прямую линию. Наличие систематической
ошибки
может
привести к тому, что прямая не будет
проходить точно
через начало координат, однако это не
нарушает прямолинейного
вида графика. Ошибка
также не сказывается и на
наклоне прямой. Зависимость
,
соответствующаяформуле
(5), показана на рис.
3.
Угловой коэффициент прямой, выражающей эту зависимость, равен:
.
(6)
Сопоставляя (6) и (5), можем заключить, что величина ускорения, определяемого из линеаризованного графика, равна:
.
(7)
Рис.
3. Типичная зависимость
от времени t
Порядок выполнения работы
Включить экспериментальную установку, нажав кнопку СЕТЬ на задней панели.
Установить груз с перегрузком и нижний кронштейн с фотодатчиком в таких положениях, чтобы путь, проходимый грузом с перегрузком составлял не менее 5 см.
Нажать кнопку ПУСК и дождаться окончания отсчета времени миллисекундомером.
Записать показания миллисекундомера в таблицу.
Нажать кнопку СБРОС миллисекундомера.
При неизменной геометрии эксперимента повторить измерения пять раз.
Измерения зависимости времени движения груза с перегрузком от пути по пп. 3-6 произвести при нескольких (не менее пяти) значений пути, проходимого грузом.
Обработка результатов измерений
Определить средние значения времени < t > и квадрата времени < t2 > прохождения пути S грузом с перегрузком.
Рассчитать случайную, приборную и общую погрешности измерений t и t2. Определить доверительные интервалы.
Построить графики зависимостей
,
,
с учетом доверительных интервалов величин t и t2.
Используя линеаризованный график
вычислить величину ускорения по формуле (7).
Сделать выводы.
Таблица
Результаты прямых и косвенных измерений
|
|
|
|
|
| |||||
Номер измерения |
|
|
|
|
| |||||
|
t, с |
t2, с2 |
t, с |
t2, с2 |
t, с |
t2, с2 |
t, с |
t2, с2 |
t, с |
t2, с2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<t>, с |
|
|
|
|
| |||||
<t2>, с2 |
|
|
|
|
|