Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Предмет:

Физика

Файл:

М1,2 МП1,2

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.03.2015

Размер:

1.16 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

Il -

~>I~

1'~~I1

{

I~~I

~'!

1> f

1Il"1~

'~~I

r-~:

-.с:

....:'!.I

--"'1

!~'~i

....

t.'"

)

I~~I

{

;

'O:SI

Г~I

'~I

I•'~'II

I~I~

!~~

j.:j'

..;:з,j

1<аз- i

f ~1

www

.mitht.ru/e-

library

'~';~!

........

,,...

--;:-:-

!~~~

'~~f

(

?~ I

(

". '~~~I! I

.~I

."I

-.(

"~~~

(

~l';)

(

'<J

- ~

1'()

'<)

(}

~ ~I

.---J

www

.mitht.ru/e-

library

~~"sri ,

'<J ....,

1I~~I1

{

,'~'1

!~~~

1'~...•...c

i~1

1 <1

I-",,-q

.....

,~I

I~!

'~ 1

(

, JI~1

1'~A"" \

I'~'

~::a'

,'~I',I.,

1 NI

'~,

\~~

(

<).

R~I

(

If1t-.....",,

!S\

('~

"()

ч-

1<)

....G....

','"I

.... ,

www.mitht.ru/e-

library

б l

';J

- 14 -

Лабораторная работа МП}

ОQ,едепеиие силы ~ при помощи мащиы Ацу,д8

!. ЦепЬ работы: Исследование равноускоrсниого движения и определение

YCKopeJlНJI силы тяжести.

2. ТеоретиЧеские OCHOQbl работы.

МаUlИна AТIIYJla предиазначена для изученНJI закона двнжения тел в поле силы тяжест". Схематически установка показана на рис.l.

Рис.!.

Машииа Атвуда состоит из блока и двух грузов А и В одинаковой массы. укреnлениых на коицах нити, перек"иутой "ерез блок. На груз А кладут небольшое кольцо - перегрузок, в результате чего система приходит в движение.

На КIlJltllЫЙ из rpузов действ)'JOf две силы - сила тяжести и сила иатяжеиНJI

НИТИ (трением и сопponlвлением во:шуха преиебрегаем). Обозначим массы

грузов М, массу перегрузка 111, запишем 11 закон закон Ньютона для грузов:

Груз А:	Р,+Т,""(М+ш>а	(1)
rpYJ В:	Р2+Т2-Ма	(2)

Направкв ось Х 8СpПIкanьно вниз получим уравнеНllе в "роеКl(ИЯХ:

Груз А:	Р,-Т,--(М+т)а	(3)
или	(M+m)g-T,--(M+m)a	(4)
Груз В:	Р2-Т1-Ма	(5)
JIЛИ	Ма-Т2-Ма	(6)

При ДВИЖеНИИ грузо8 блок вращается. Обозначая момент "нерциlt блока J, еro

угловое УС1Сорение 1, суммарный момент внешних сил МА"о • заmfll,ем ОСНО8lfnЙ

381СО/l динамики вращательноro движения для блока

J&-MRII.~. (7)

MOMeнr н"срции бло1СU З:\8ИСIIТ or распределенНJI массы блока mo (vпюснтеЛЫIО оси " от геомпрических размеров блока r

J-шnor2 (8)

www.mitht.ru/e-library

- 15 -

Из всех Вllешннк СIIЛ. деilствуюutllХ на блок. моменты ОПIQСlпельно оси

создают только силы натяжеllll,. НlIТИ ТI		И T l • причем соглаСllO npaBIHIY 3ЩIКОВ
суммарный момент равен
.	M.II.<.=T2r-Tlr	(9)
(плечи СIUI Т. 11	Tz OIIlfНaKOBbI 11 равны ралИУСУ блока r). Теперь ОСНОВНОil

закон динаМIIКII npIIMeT вил:

J&= (Т: - Т.)г

(10)

ЕСЛlt скольже,,"е ,щтlt по блоку не ПРОИСХОДIIТ, соотношеНIIС между Лllнеliным YCKO~HlleM грузов и угловым YCKOPCIIIICM блока

а= ЕГ

(11)

УравнеНIIЯ (4). (6). (10). (11) будем рассматривать как CIICТCMY ypaBHellltll, 113 КОТОРО" опреДСЛIIМ значение лиtlсiiно,'О YCKOPCHIIJI груза 11:

(М+ПI)g-ТI=(М+ш)а

Mg-Т2=Ма

JE=(T2 - Т.)г

(12)

J=all1{)r2

а= Er

Рсшnн эту cllcтeMY у"овнениii, ПОJIУ'IIIМ выражеllll.: дл" YCKopeHIf" 'ру ЮfJ.

n=-__fl~

(13)

2Лf+m+(7J11'.

ЕСЛlI масса блока III{) мала по сравнеНIIf(} С массой ГРУ'юв М. 1110 « М, то выражеНllе (13) 'tPltHltMaCT вид

m	(14)
a~2M+;;

Orсюда. ЗIIМ ускорсннс 'l'У30в. можно onpcne.'1trrb ускоре,ще силы тяжеСfll g'

2М+m	(15)
g=Q---

Формула (15). хотя и является IlрltБЛllжеlllюii. ПОЭВОЛl,ег с II"CHIТO'IIIOJI точносгью ОП~ДСJlIIТb значеlще YCKOPCIIfI" СIfЛЫ гяжеСJII. Н"!1I1'lItе TPCI"''' также отражастся на стспен" TO'IIIOCTII Форму.'1ы (15).

Поскольку нс сущсствует прямых способов IlIмереНJlЯ YCKopeHIIJI. ДIJЯ

определения а воспользуемся paBHOYCKOPCIIIIblM характером ДВltжеНII<J гру.lOв.

Будем СЧIIтать. 'по cKopocrь грузов В момент lIачала o'rc'le'rn преме,ш pnnlla 1).

тогда межлу п)"Тем " временем с}щсствует СООПlОШСЮIС

h=qt2/1

(/б)

YcralloBlln на опыте раПIlОУСКОРСННЫЙ xap3KTr.p "811~CI"'" (rrp"rr"JlIff","a.'IMI"'· r ..

11 И 12), МОЖIЮ ollre:JemIТh ускорение труз()п

a=111/11

(7)

11 затем Р"ССЧIIТilТЬ g IIJ формулы (1 S).

Машина Дтву.1а: двn ГРУ1а, С:ОЯ·J.')lIные 11111""''': J fI('I'('P~ ,•. ~ "., 11101\ ~I~' <:,.,:

мtl.'1J1JlceKYIIIIOMep.

www.mitht.ru/e-library

- 16 -

4. QписаНI!e YCDU.2llКl1

Pllc.2.

)'С1РОЙI.'ТВО машины АТllуда представлено на рис.2. Ycт:lHOBKa предcт:lВЛЯет собой стойку I со шкалоll 2. На верхнем кронштейне стоiiки I нмеется ОСЬ, вокруг Koтopoil своt)одно вращается легкий алюминиевый блок 3,

УДСI)Жltваемыii в С:ОСТOIIНИИ покоя С ПО~lOшью фрнкционного электромагнита.

Через блок перекинута тонкая IIИТЬ с ГРУ3.1МИ А 11 В, имеющимн равные массы

80 r. На груз А ItiUl.евnют перСI-РУ3Кlt в виде колец (массы перегрузков написаны

на !IИХ). При этом CllcтeMa приходит в ДВltжение (груз А опускается, груз В

поднимается). У tfИЖJlеro основания стоllки I установлен электронный миллисекундомер 4, на который поступают сигналы от фотодатчнков 5 и 6 в MoMetfты прохоJtCДения груза В мимо фотодатчиков. Положение фотодатчиков можно менять. Для определения расстояния между датчикаМII служит шкала 2. у иижнего ОСI.оваIlИЯ стойки I слева расположена площадка с резиновым амортизатором 7 ДIIJI смяrчения удара груза А. На передней паиели мИJUtllсеlC)'Ilдомера расположены киопки "сеть" (8), "пуск"(9) и "сброс" (10), а таЮК8 окошечко с цифровым ИНдикатором .времени.

$, Выполиенне Работы

1. ПереlCИИЬте через блок ИIfТЬ с двумя грузами А и В н убеднтерь, что систеча находИТCJI в состоянии безpa3llИЧНОГО равновесия.

2.Эвкрепите кронwтейны с фотодатчиками S и 6 и отметьте их положение по шка."е 2 (кронштейн 5 устенaвnивают на высоте не ниже 4-5 см от

основания стоЙкн).

3.Приведнте снстему в ИСХодНое состояние. Для ЭТОГО, вращая блок рукой. установите груз В так, чтобы ею верхний срез находился на 1-2 см ниже

Окошечка фотодltтчика 5 (проследнть, чтобы груз не закрывал окоше'",а!).

... Н..ммте юtопку "сеть" на Jllщевой паиели миллнсеК)'Iшомера. При этом

ДOтOIЫ заropeтьcll лампочки tmфровых HИJIIlKaтopoB и cpaOOmтЬ фрикцион s,'1еК11ЮN8"'IfТ8.

www.mitht.ru/e-library

-17 -

S.Положите на левый rpуз А од,," из переrpузков.

6.Нажмите кнопку "пуск", при этом обесточится элеkтромагнит и отключите" фрикцион, система rpузов придет в движение. Миллисекуцдомер будет отсчитывать 8peМII ПРОХОJl(Jlения rpуза В от фотодатчика S 40 фотоДВТЧИkа 6.

Запишите показанн" миллисекyнnометра. Повторите измерени" 3 раза.

Результаты 8несите в табл.l.

7.РассчитаАте расстояние между фотодuтчиками по UfKlUle 2 и запишите 8 табл.l.

8.Повтор.т пп 1-7 для четырех арyrих положени" фотодвтчика 6. Полученные результаты также внесите в табл.l.

9.По данным табл.1 построАте rpaфик завltсимocrи .fii .. f(t) (см. рис.3). По

тангенсу yrла наклоиа rpафJlка определите ускорение "РУ30В:

a-2hft2;

tp- A..[i, I А,

а'"'2 t81a

Графики cтpoкrь на миnлиметровке, при построении rpафlfКn выбрать УJJоБIlЫ" масштаб, 'noбы РIIСУИОk не был СЛИШkОМ ме!IКИМ.

.С!-- о

------		. _.
L	. ______.____ __.... ..
			-Ьс I

PIfC.3.

10. Поморите операшllt пп 1-9 для двух ltругих neperpV'''OR. )(I",""IIТС !lJI'Щ"'С

в табл. 1. В"'IOIЮ'IНТС МИЛЛllсеКУЮJ(lМСР.

www.mitht.ru/e-library

				-	18 -
Таблица 1

NR	Ь	.fh	т,			"12		111)
п/п			1,=			1,-		',-
I			1,=			1,-		',-
~-			,]-	lер=		1]=	'ер=	1]=	'ер"
			12=	lер=		'2=	'ер=	12=	'ер"
2			1.-			,,=		1,-
			12=	'ер=		12=	'ер=	12=	'ер=
			tз=			1.1=		,,=
Э			1,=			1,-		1,-
			12=	'ер=		12=	'ер=	'}=	'ер'"
			']=			1]-		1]=
4			'.-			1,=		.,=
			12=	'ер=		12-	'ер=	12=	'ер"
			1)=			11'"'		11=
5			,,=			',=		1,=
			'2=	'ер=		'2=	'ер=	'1=	'ер=
			1.1=			1]=		1]=

11. Пoc-rpоJ1те графики .fh ..f(1) ДJlЯ всех перегрузков. Опред~лите по ним

ускоренне а для каждого ••ерегузка. Внесите результаты в табл. 2.

12. По формуле (15) определить ускорение силы тяжестн в опытах с раЗJII'\I" перегрузка",и. fi.11tm среднее значение. Результаты записать в таБЛ.2.

Таблица 2

-1т 1"" J18'" [8 18 l8cp

К21:Шlpnы,ые вопросы

1.В чем "\аключастся закон всемирного тяготения?

2.Что предстзмяет соооll машина Лтвудn?

3.СФОРМУЛИРО8RТЬ 11 закон Ньютона?

4Сформулиров:,тъ основноА 33KOII вращателыlOГО движения.

S. Получ'lТЪ ФОrмулу движения грузов ДJI" случая "Io-М и 1II0«М'

6.КакоЯ вид имест график ..[i, - лп и почему?

7.В чем иетоЧНОСТЬ метода определени" ускорения силы тяжеCТII?

c.rtшКЛIJ1'ШIJ1'P.I!I

1.Савельев И.В Курс обще" физ"ки. Т.l, М., Наука, 1982,452 с

2.СНIIУ"ИН д.В. 061111111 курс физи"". Т.l. М., Наука. 1979.526 с.

www.mitht.ru/e-library

2&).

- 19 -

ЛабораТОРН8R работа М-2

Изучение упругого удара шаров

1. Цель работы

Изучение механики удара как СОВОКУIЖОСТИ явлений, возникающих

при кратковременн8М лриложении к телу-внешних сил, на примере со

ударения waPOB.

2. Теоретические основы раБОТЫ

Соударением ДВУх движущихся твердых тел называется взаимодейст

вие этих тел, l1роявляющееся при Их непосредственном мехАНическом кон

такте и сопрова.дающееся деформацией тел -Н изменением характера их

движения.

Общая нормаль к пове~хности двух тел в точке ИХ соприк~~новения называется линиеИ удара ( JlИНИII 11"'- на рис.1.).

Рис. 1.	Линия удара.
tt fZ - нормаль~	А - точка каСАНИII; о,. и o.r	- центры масс
Ра.зличают удары: прямой и косой, центральныR "		нецентр8JJьныА.
Удар называется цp~ • если вектор" скорости		центров масс

соударяlОЩИхСЯ тел пе~д yAaFolI паралJlельны ЛИНИIt удара (рис.

ВПРОТИБНОМ случае удар называется ~ (РИС. 20).

~дар называется центральным • если при ударе центр" масс cny- царяющихся тел лежат на ЛУ.НИИ удара n /Z. (рис.2в). а протиано" случае удар называется нецеНТfальн!:Ш (рис. 2г).

www.mitht.ru/e-library

- 20 -

Рис. 2. Удары:

а - пr!МОЯi~б - косоЯ; в - центральныА. г - нецент~альныЯ

( \-( и ~ ско~ости центров масс тел до удара)

Если соударяются два твердЫх теnа. то процесс удара можно раэ~

делить на две фазы. Первая фаза - сжатие. центры масс соударяющихсi!l

тел сближаются, возникает деформация обоих тел. В результате ПОЯВJ\h·

ются силы, препятствующие ЭТОН деформации и изменяющие СNOрости таИ.

эта фаза удара заканчивается в момент наибольшего сближения цeHTpo~

масс. когда деформация наибольшая, а скорости тел относительно Apyr

друга становятся равными НУЛЮ. I1ри зтом кинетическая знергия соу.ца'"

рRllЩИХСЯ тел переходит в потенциальную энергию дефорМ8.ЦИИ и, чвстиtf

но, в тепловую, звуковую и др•• Вторая фаза - восстановление. Потен циальная энергия дефорN8ЦИИ превращается в кинетическую энергию тел, они начинают рВСхОДИТ80J1 , и в конце второЯ фазы, непосrедственное

механическое соприкосновение тел прекращается.

СУ~СТ8УЮТ два предельНЫI случая удара: а б с о л ю т н о

1 пру г м А и а б с о л ю т н о н е у пру г и А удары.

АбсоJ\ЮТНО упругиЯ удар наблюдается при соударении идеально упругих тел. Напомним. что идеально уrlJ:>'ГИМИ телами называются такие тeJ1a.

ДЛII которых сnpавеДJIИВ закон Гука, т.е. у ни"( ПОСJlе пr.'~кrащеНИII netlr

8М" ne~pNМpyumeA силы дефор.ацип ПОJlНОСТЫD исчезает. При абсолютно

упругом ударе вся кинетическая энергия. котороЯ оБJlВДали тела до yд~

ра. поаностью переходит в потенциальнwu.знtFГИU деФоrмации в переоЯ

фаэе YAat:a. а аате.. (80 етщ:оЯ фазе) потенциальная энергия деФоРI8- .

ЦJ!" ПОJlIfОСТЫ) переходит 8 кv.неТИЧf!скую энеrгию rасходящихс" тел.

Ке.!" ~ ".11"'" п"оисходнт аБСОnDТНО lfеуп~угиЯ YJtar. то вес..

Pfouacc YAar~ аа~fчиваетqя на пеF80Я фазе: после YADr~ ~елs дви

IIY'С" вмеС'1'е как одно тело, с одинаковоЯ CKOPOC~"" ( ~~1)f s8) •

• ··е/ЦыlWe тела нt' "8JlЯt)тся ндвально УЩ:УГИUН. IJrи их соударени" tt'erA" • ..,т место УЩ'угие и остаточные цt$:>Р"ЩJlИ; лоатоМ)' УJI.а,:

!'1~"" ~ ~СtI..,'fт...	" '!АСТ"",!,)	улfуr·.....
1( 1U1~JU•.'''' )','п·г". ~JI""		(1:) срnnстра.. "Р'БJl~!Ir)ТС" Tt"JI!t. мэr'ото"

www.mitht.ru/e-library

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Физика

#
24.03.20151.74 Mб226Fizika_Otvety.docx
#
24.03.2015520.73 Кб11lect1mech.pdf
#
24.03.20151.47 Mб42Задачник по физике.pdf
#
24.03.2015696.28 Кб160Законы электростатики..pdf
#
24.03.2015569.94 Кб178Коллоквиум по физике.pdf
#
24.03.20151.16 Mб24М1,2 МП1,2.pdf
#
24.03.2015804.67 Кб11М5,6,7.pdf
#
24.03.2015753.14 Кб62МВ1,2.pdf
#
24.03.20151.24 Mб327Методика решения задач по электростатике.pdf
#
24.03.20151.05 Mб373МЕХАНИКА(1-19).docx
#
24.03.20151.02 Mб18МК1,2,3,4.pdf