МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Российской федерации

Воронежский государственный технический университет

Учебно-методический центр кафедр

общей физики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторному практикуму по механике для студентов первого курса всех специальностей

Воронеж 2005

Составители: канд. физ.мат. наук Евсюков В. А., канд. физ.мат. наук А.Г. Москаленко, канд. физ.мат. наук Н.В. Матовых, канд. физ.мат. наук И. А. Сафонов, канд. физ.мат. наук А.Ф. Татаренков, канд. пед. наук О. С.Хабарова.

УДК 531 (07)

Методические указания к выполнению лабораторного практикума по механике для студентов первого курса всех специальностей/ Воронеж. гос. техн. ун-т; Воронеж, 2005, 58 с.

Методические указания содержат описание методик измерения, приборов и порядок выполнения лабораторных работ № 1.1 - 1.10, поставленныхи выполняемых в учебных лабораториях ВГТУ.

Предназначено для студентов всех специальностей и всех форм обучения.

Ил. 20. Библиогр. 6 назв.

Рецензент канд. физ.- мат.наук А.А. Долгачёв

Ответственный за выпуск зав. кафедрой общей физики механико-технологического профиля, профессор

В.С.Железный

Печатается по решению редакционно–издательского совета Воронежского государственного технического университета

© Воронежский государственный

технический университет, 2005

1. Определение ускорения свободного падения на машине атвуда Лабораторная работа 1.1.

Приборы и принадлежности: машина Атвуда, миллисекундомер, набор грузов и перегрузков.

Цель работы: ознакомление с методикой измерения ускорения свободного падения и проверка законов динамики.

1.1. Описание прибора и методика измерений

Рис 1.1

Машина Атвуда предназначена для исследования движения тел в поле земного тяготения. Устройство машины изображено на рис.1.1. Блок массойможет свободно вращаться вокруг оси, укрепленной в верхней части стойки. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены два груза равных масс. Если на правый груз поместить один или несколько перегрузков, то представленная самой себе система грузов начнет двигаться с ускорением. В начале опыта блокфиксируется с помощью электромагнита. При выключении тока, текущего через электромагнит, блок освобождается и система приходит в движение. На основании законов динамики поступательного и вращательного движений получим следующие уравнения:

, (1.1)

, (1.2)

, (1.3)

где - момент инерции блока ; -

угловое ускорение блока; и- силы натяжения правой и левой частей нити; m – масса перегрузка.

Решение данной системы уравнений даёт следующее выражение для g:

. (1.4)

Для определения ускорения грузов рассмотрим движение правого груза на участке пути. Так как начальная скорость равна нулю, то

, (1.5)

где - конечная скорость на участке.

В конце пути S₁ перегрузок снимается с правого груза неподвижным кольцом ,после чего система грузов начинает двигаться равномерно со скоростью, приобретенной в конце участка S_1.

Измеряя путь S₂ и время t равномерного движения правого груза на этом пути, можно определить скорость , а затем по формуле (1.5) ускорение. При этом:

. (1.6)

Теперь легко получить формулу для ускорения свободного падения:

. (1.7)

Пути S₁ и S₂ определяются по шкале прибора.