Лабораторна робота № 1–01

ВИВЧЕННЯ РІВНОПРИСКОРЕНОГО РУХУ ТА

ВИЗНАЧЕННЯ ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ

ЗА ДОПОМОГОЮ ПРИЛАДУ АТВУДА

Мета роботи : вивчення рівноприскореного руху та визначення прискорення вільного падіння за допомогою приладу Атвуда.

Прилади і приладдя : прилад Атвуда, додаткові змінні ваги.

ОПИС ПРИЛАДУ І ВИВЕДЕННЯ РБОЧИХ ФОРМУЛ

Перевірити закони равноприскоренного руху і визначити прискорення вільного падіння можна за допомогою пристрою , який називається приладом Атвуда.

Прилад (рис. 2.5.) складається з блока, через який перекинуто нитку з тягарем масою М кожний. На один з тягарів (правий) кладуть противагу масою m. На тягар з противагою (павий) діє сила тягаря (М + m ) g і сила натягу нитки Т₁. Коли нитка не рзтягується, прискорення прискорення правого та лівого тягарів будуть однаковими за величиною і оберненими за знаком. Якщо вважати, що блок нічого не важить і тертям в осі блока можна знехтувати, то натяг нитки буде однаковим з обох боків блока, тобто Т₁ = Т₂ = Т. З урахуванням цих припущень рівняння руху мають вигляд :

(M + m) a = (M + m) g – T, (2.19)

M a = T. . . M g.

Р

Рис. 2.5.

озв’язуючи разом дані рівняння , одержуємо формулу для визначення прискорення , з яким рухаються тягарі

(2.20)

Відстань, яку проходить правий (навантажений) тягар, складається з двох ділянок : S₁ i S₂ (Рис. 2.6.). У кінці ділянки S₁ противага m знімається.

Таким чином, рух тягарів на першій ділянці буде прискореним і прискорення а визначається формулою (2.20). У кінці цієї ділянки швидкість тягаря :

(2.21)

Після того, як противагу знято , тягар на ділянці S₂ рухатиметься рівномірно зі швидкістю, яка визначається співвідношенням (2.21). Час проходження ділянки S₂ :

(2.22)

Підставивши в рівняння (2.22) формулу для швидкості (2.21) та прискорення (2.20), одержимо :

(2.23)

З формули (2.23) дістанемо рівняння для прискорення вільного падіння :

. (2.24)

Слід мати на увазі, що всі одержані формули мають наближений характер, оскільки не враховано силу тертя і масу блока.

Виконання роботи:

1. Встановлюю середній кронштейн на відстані S=0,1м від верхнього кронштейна.

2. Кладемо на лівий робочий тягар почергово противагу масою m₁ =57г; m₂ =98г; m₃=131г. Виміряємодля кожного випадку час t рівномірного руху системи на ділянці s₂. Знаходимо середнє значиння для використання в подальших розрахунках.

3. Повторюємо вимірювання п.2 для S₁=0.2 і 0,3м.

4. За одержуваними даними разраховуємо виличини швидкостей рівномірного руху

() для різних значень m₁, m_а, s₁.

5. Побудуємо графіки заявлиності v²=f(s₁) для кожного з тягарів m₁, m₂, m₃.

6. Розрахувати прискорення вільного падіння за формулою (2.24) для значень m₁, m₂, m₃ при s₁=0,1м.

№ опита	S, M	0,1	0.2	0.15
	L, M	0,17	0.67	0.67
	м, кг	t,c	t,c	t,c
1	0,057	1.583	1.073	1.256
2	0,086	1.240	0.848	0.984
3	0,131	1.150	0.708	0.911

L=S₂

m; кг	m1=0,057			m2=0,086			m3=0131
S; м	0.1	0.2	0.15	0.1	0.2	0.15	0.1	0.2	0.15
v; м/с	0.423	0.624	0.533	0.540	0.790	0.681	0.583	0.830	0.735
m; м2/с2	0.179	0.383	0.284	0.292	0.624	0.464	0.340	0.689	0.541

m,кг	s1, м	t1, c		t2, c	t3, c	tcep, c
0,057	0,10	1,539		1,621	1,589	1,583
	0,15	1254		1,228	1,285	1,256
	0,20	1,098		1,079	1,041	1,073
0,086		1,196		1,275	1,248	1,240
		1,074		0,989	0,950	0,984
		0,838		0,841	0,865	0,848
0,131		1,172		1,139	1,138	1,150
		0,866		0,955	0,916	0,911
		0,826		0,779	0,815	0,807

M=0.251(кг) m1=0.057(кг) m2=0.086(кг) m3=0.131(кг)

Висновок : виконуючи дану роботу , я експериментально визначив прискорення вільного падіння і одержав такий результат : , з відносною похибкою вимірювань =5,7% . Прискорення вільного падіння даної місцевості відрізняється від отриманого експериментально . Це звязано зарядом сил не врахованих в експерименті сили тертя , тиску на вісь блоку ... По побудованому графіку можна встановити лінійку залежність між квадратом швидкості і відстані