Лабы (механика) / лаба_1-2
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ
БЕЛАРУСЬ
Гомельский государственный технический университет
имени П.О.Сухого
Кафедра физики
Лабораторная работа № 1-2
Выполнил студент гр. Э-13 Колесников П.М.
Принял преподаватель
Проневич О.И.
г. Гомель, 2001
Лабораторная работа № 1-2
Тема: Изучение законов равномерного движения.
Цель работы: проверить кинематические уравнения равнопеременного движения и законы сохранения механической энергии.
Приборы и материалы: прибор для измерения ускорения свободного падения.
Теоретическая часть
-
Кинематика описывает конкретные механические движения не интересуясь их причинами и вопросами осуществляемости таких движений на практике.
В классической механики движение тела (материальной точки) однозначно описывается заданием радиуса-вектора проведенный из некоторой точки О принятой за начало.
Конец вектора описывает в пространстве некоторую линию называется траекторией. Путь это длина траектории.
Производная радиуса-вектора по времени есть по определению скорость тела :
Быстрота изменения вектора скорости которая определяется производной вектора скорости по времени, называется ускорением тела:
Перемещение равно разности векторов
-
Кинематические уравнения движения тела:
-
Если работа, совершаемая при перемещении точки 1 в точку 2 под действием силы не зависит от формы пути, а зависит только от начального и конечного положения тела, то сила называется консервативной.
Область пространства, в каждой точке которой на тело действует консервативная сила , называется потенциальным полем (консервативным полем).
4. В консервативном статическом (независящем от времени) поле вводится понятие потенциальной энергии – как работы, которую нужно совершить против действия силы , чтобы переместить тело из некоторой произвольно фиксированной точки в интересующую нас точку поля .
или
Работа равна изменению потенциальной энергии:
-
Выражение представляет собой кинетическую энергию тела. - эта энергия связана с движением тела и равна работе, которую нужно затратить для того, чтобы перевести тело массой из состояние покоя в состояние движения со скоростью ().
-
- закон сохранения механической энергии.
Закон справедлив только для замкнутых систем, т. е. система тел взаимодействующих между собой и не взаимодействующих с телами не входящими в данную систему.
7. Потенциальная энергия равна: или из этого следует, что компоненты консервативной силы могут быть найдены дифференцированием потенциальной энергии , т.е.
, , или
Ход работы.
-
Расстояние между верхним и средним кронштейном равно:
Расстояние между средним и нижним кронштейном равно:
Масса груза равна:
-
При массе дополнительного груза делаем измерения и заносим их в таблицу:
-
t,с
tср,с
h,м
S,м
M,кг
M,кг
g1,м/с2
1
0,513
2
0,507
0,504
0,14
0,3
0,0217
0,06
8,263
3
0,492
3. При массе дополнительного груза делаем измерения и заносим их в таблицу:
-
t,с
tср,с
h,м
S,м
M,кг
M,кг
g2,м/с2
1
0,962
2
0,803
0,862
0,14
0,3
0,0082
0,06
6,768
3
0,82
4. При массе дополнительного груза делаем измерения и заносим их в таблицу:
-
t,с
tср,с
h,м
S,м
m,кг
M,кг
g3,м/с2
1
0,951
2
0,883
0,9237
0,14
0,3
0,007
0,06
6,835
3
0,937
-
Вычисляем среднее значение ускорения:
(м/с2).
-
Вычисляем погрешность: ;
-
Результат: ( м/с2).
-
Находим скорость груза:
(м/с).
-
Находим значение механической энергии и :
(дж).
(дж).
Вывод: В замкнутой системе энергия до взаимодействия равна энергии после взаимодействия.