Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МЕХАНИКА2.DOC
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
3.97 Mб
Скачать

Описание экспериментальной установки

Установка состоит из металлической штанги 1 с нанесенными на нее сантиметровыми делениями. Шкала штанги позволяет менять высоту падения от нуля до 2,20 м (рис.2). Штанга с помощью опорного приспособления 2 крепится к стенке. В верхней части штанги крепится электромагнит 3, питаемый постоянным током. Электромагнит может передвигаться вдоль штанги, фиксируясь винтом 4. На нижней части штанги жестко закреплена платформа 5, замыкающая электропроводку в секундомере 6. Время падения шарика с заданной высоты определяется следующим образом. Ослабляют винт 4 и перемещают электромагнит 3 так, чтобы его кронштейн 7 нижним обрезом точно показывал заданную высоту и фиксируют электромагнит.

Рис.2

Включают вилку секундомера в розетку переменного тока напряжением 220 В. Включают ручку 8 с надписью "магнит" и подносят шарик к электромагниту 3, он притягивается. Ручкой 9 замыкают платформу 5 и включает ручку 10 с надписью "секундомер". Шарик начинает падать одновременно с включением секундомера и ударяясь о платформу 5 размыкает ее, останавливая секундомер. Отсчет снимают по шкале с точностью 0,01 с. Нажимая ручку 11 вверх, устанавливают стрелки секундомера на 0 и повторяют измерения.

Определение ускорения свободного падения

При небольших высотах падение стального шарика небольшого диаметра можно считать свободным, поскольку расстояние R в формуле (15) меняется незначительно. В таком случае падение шарика будет происходить по законам равноускоренного движения без начальной скорости. Если шарик падает с некоторой высоты Н , то

, (16)

где t - время падения шарика с высоты Н. Отсюда

. (17)

Формула (17) будет расчетной для определения ускорения свободного падения. Устанавливают электромагнит на высоте Н=0,50 м от нижней платформы и измеряют время падения, как указано в описании установки и определяют ускорение свободного падения по формуле (17). Повторяют опыты через каждые 10 см до конца шкалы прибора. Результаты измерений заносят в таблицу 1.

Таблица 1

N, n/n

H, м

t, с

t2, с2

g, м/с2

gср, м/с2

g, м/с2

g/g, %

После заполнения таблицы строят график зависимости g(Н). Применяя шарики различной массы m, убеждаются, что ускорение свободного падения не зависит от массы падающего тела.

Контрольные вопросы

1. Сформулировать определение ускорения свободного падения.

2. Указать основную причину погрешности измерения g.

3. Почему ускорение свободного падения не зависит от массы тела ?

4. В каких точках Земли ускорение свободного падения будет наибольшим и в каких наименьшим ?

5. Почему падающие тела отклоняются к востоку?

6. Вывести формулу (15).