2. Проверка закона пути

Кольцевую платформу отводят в сторону. На груз А кладут добавочный перегрузок. Замыкают то к в цепи электромагнита, устанавливают грузы в начальное положение, при котором груз Б находится внизу. Отсчитывают по шкале положение нижнего основания груза А и положения сплошной платформы. Разность между ними дает путь , пройденный системой.

Определяют время движения груза способом, предложенным в п.1.1. измерения проводятся 5 раз и беру среднее значение.

Меняю начальное положение груза А на 20 – 30 см и определяют путь, проходимый системой и время движения .

Проверка закона пути. При постоянном ускорении , т.е. при одной и той же массе перегрузка путь, пройденный телом, пропорционален квадрату времени, т.е.

или

Все измерения повторяю пять раз для трех перегрузков и для каждого проверяют закон пути. Все данные заносятся в таблицу.

3. Проверка закона скоростей

Положив на груз А перегрузок и замкнув электромагнит, устанавливают грузы в начальное положение. Ставят на пути груза кольцевую платформу так, чтобы при движении вниз груз А свободно проходил бы сквозь неё, а перегрузок снимался платформой.

Определяют по шкале положение груза А и положение обеих платформ. Отсчитывают путь , пройденный грузом при равноускоренном движении (т.е. от верхнего положения до кольцевой платформы), и путь , пройденный при равномерном движении (т.е. от кольцевой до сплошной платформы). При этом учитывают, что перегрузок снимается с верхней части груза А, а ударяется от о сплошную платформу своей нижней частью.

С помощью секундомера определяют:

1. Время равноускоренного движения груза до кольцевой платформы - .

2. Время равномерного движения груза между платформами ^’.

Техника измерения следующая:

а) включить секундомер;

б) установить нуль измерителя;

в) груз А поднять до нужной высоты (кнопка <Пуск> отжата);

г) нажать <Пуск>.

Время на табло - . Отжать кнопку секундомера, тогда на табло - время прохождения грузом всего пути .

Скорость системы при равномерном движении равна скорости равноускоренного движения в момент снятия перегрузка:

Меняют положение кольцевой платформы и определяют аналогично путь и , время и , и скорость:

Проверяют закон скоростей: при равноускоренном движении скорость тела прямо пропорционально времени, т.е.

или

Все измерения проводят пять раз и с тремя перегрузками. Проверку закона делают по средним значениям и .

Все результаты заносятся в таблицу.

4. Проверка второго закона Ньютона

Если перекладывать добавочные грузы с одной стороны на другую, то масса всей системы не измениться, но результирующая внешняя сила, приложенная к системе, будет меняться, а с ней и ускорение движения системы. Для двух различных случаев будем иметь:

Делением этих выражений соответственно получим:

и

что даёт:

Это выражение и подлежит проверке, проводимой также как в упражнении 3.

Сначала на груз А кладут, например, 8.5 г., а на груз Б 6.5 г., что даёт г. При таком расположении перегрузков для выбранного определить три значения и найти . После этого оба перегрузка накладывают на груз А, что даёт г. (масса всей системы при этом остаётся неизменной) и определяют для выбранного три значения и найти .

Все выражения, типа , должны быть примерно равны между собой, что и является проверкой второго закона Ньютона. Повторить опыт для другой пары перегрузков.

Контрольные вопросы

1. Какие законы механики проверяются на машине Атвуда?

2. В чём отличие массы и веса тела?

3. Сформулируйте и запишите второй закон Ньютона.

4. Изменяется ли натяжение нити (при движении грузов) если один перегрузок заменить другим?

5. Получите зависимость .

6. Сформулируйте закон пути?

7. Сформулируйте закон скоростей.

8. В чём состоит идея метода измерения с помощью мащины Атвуда?

Литература

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М.: Наука, 1965.

2. Лабораторный практикум по курсу физики: Механика /МИФИ. М., 1980