Курс общей физики. Лазарев А.П - 27 стр.

UptoLike

Рубрика: 

27
тело устанавливается небольшой дополнительный грузик 5 массы m
1
,
под действием которого система начинает двигаться равноускоренно с
ускорением а . Ускорение связано со скоростью , приобретаемой на пути S
(расстояние между верхним 6 и средним 7 кронштейнами) , соотношение
(5). Для измерения пути на стойке имеется миллиметровая шкала 8.
Определение скорости производится следующим образом . На
среднем 7 и нижнем 9 кронштейнах установки расположены
фотоэлектрические датчики. При пересечении светового луча движущимся
телом сигнал первого датчика включает электронный секундомер , а
сигнал второго датчика выключает его. На индикаторе секундомера 10
высвечивается время t прохождения системой пути S
1
- расстояния между
средним и нижним кронштейнами. Средний кронштейн имеет кольцо 11,
которое снимает дополнительный грузик . Поэтому на участке пути S
1
система движется равномерно с той скоростью v , которую она приобрела
при ускоренном движении:
t
S
V
1
=
(9)
Из формул (5) и (9) можно выразить ускорение системы на первом участке
пути S через величины , которые непосредственно измеряются в работе:
2
2
1
2
St
S
a =
(10)
Согласно соотношению (8), полученному на основании второго закона
Ньютона , ускорение
a
пропорционально действующей на систему силе
F=m
1
g, т.е. силе тяжести дополнительного грузика. Поэтому, измерив
ускорение а при различных значениях m
1
, можно проверить
справедливость второго закона Ньютона F=(2m+m
1
)а и сравнить
ускорение, найденное в работе с помощью соотношения (10), с
теоретическим значением , рассчитанным по формуле (8). Трением в
блоке, его инертностью и сопротивлением воздуха при этом
пренебрегают.
Выполнение работы
1. Имеющимися внизу регулируемыми ножками выровняйте прибор так,
чтобы правое тело свободно проходило через крыльцо. Включите сетевой
шнур в сеть 220В . Нажмите кнопку «СЕТЬ» . При этом загораются
лампочки фотоэлектрических датчиков и индикатор измерителя времени
показывает цифры нуль. Прибор готов к работе .
2. При утопленной кнопке «ПУСК» переместите правое тело в верхнее
положение так, чтобы нижняя грань этого тела совместилась с чертой на
верхнем кронштейне . Отожмите кнопку «ПУСК» и система будет
удерживаться в исходном положении электромагнитным тормозом .
3. Поместите на правое тело один из дополнительных грузиков. Нажмите
кнопку «ПУСК», при этом система приходит в движение. После
прекращения движения с индикатора считывается время t. Нажмите
кнопку «СБРОС» и проделайте данное упражнение с другим
дополнительным грузиком . Значения S и m
1
, при которых проводятся
измерения, указываются преподавателем . Измерения с каждым из
дополнительных грузиков проводятся не менее пяти раз, на основании чего
                                         27
   тело уста на влива ется небольш ой дополнительны й грузик 5 м а ссы m1,
   под дей ствием к оторого систем а на чина ет двига ться ра вноуск оренно с
   уск орением а . У ск орение связа но со ск оростью , приобрета ем ой на пути S
   (ра сстояние м ежду верхним 6 и средним 7 к ронш тейна м и) , соотнош ение
   (5). Д ляизм еренияпути на стой к е им еетсям иллим етрова яш к а ла 8.
          О пределение ск орости производится следую щ им обра зом . Н а
   среднем 7 и нижнем              9 к ронш тейна х уста новк и ра сположены
   ф отоэлек трическ ие да тчик и. П ри пересечении светового луча движущ им ся
   телом сигна л первого датчик а вк лю ча ет элек тронны й сек ундом ер, а
   сигна л второго датчик а вы к лю ча ет его. Н а индик а торе сек ундом ера 10
   вы свечива ется врем я t прохождения систем ой пути S1 - ра сстояния м ежду
   средним и нижним к ронш тейна м и. С редний к ронш тейн им еет к ольцо 11,
   к оторое сним а ет дополнительны й грузик . П оэтом у на уча стк е пути S1
   систем а движетсяра вном ерно с той ск оростью v , к оторую она приобрела
                                                          S
   при уск оренном движении:                          V = 1                   (9)
                                                          t
   И з ф орм ул (5) и (9) м ожно вы ра зить уск орение систем ы на первом уча стк е
   пути S через величины , к оторы е непосредственно изм еряю тсявра боте:
                                                  S2                          (10)
                                             a= 1
                                              2St 2
   С огла сно соотнош ению (8), полученном у на основа нии второго за к она
   Н ью тона , уск орение a пропорциона льно действую щ ей на систем у силе
   F=m1g, т.е. силе тяжести дополнительного грузик а . П оэтом у, изм ерив
   уск орение а при ра зличны х зна чениях m1, м ожно проверить
   спра ведливость второго за к она Н ью тона F=(2m+m1)а и сра внить
   уск орение, на йденное       в ра боте с пом ощ ью соотнош ения (10), с
   теоретическ им зна чением , ра ссчита нны м по ф орм уле (8). Т рением в
   блок е, его инертностью         и сопротивлением воздуха            при этом
   пренебрега ю т.
                                Выполн ен иер аботы
1.     И м ею щ им ися внизу регулируем ы м и ножк а м и вы ровняйте прибор та к ,
   чтобы пра вое тело свободно проходило через к ры льцо. В к лю чите сетевой
   ш нур в сеть 220В . Н а жм ите к нопк у «С Е Т Ь » . П ри этом за гора ю тся
   ла м почк и ф отоэлек трическ их да тчик ов и индик а тор изм ерителя врем ени
   пок а зы ва етциф ры нуль. П рибор готовк ра боте.
2.     П ри утопленной к нопк е «П У С К » перем естите пра вое тело в верхнее
   положение та к , чтобы нижняя гра нь этого тела совм естила сь с чертой на
   верхнем к ронш тей не. О тожм ите к нопк у «П У С К » и систем а будет
   удержива тьсявисходном положении элек тром а гнитны м торм озом .
3.     П ом естите на пра вое тело одиниз дополнительны х грузик ов. Н а жм ите
   к нопк у «П У С К », при этом систем а приходит в движение. П осле
   прек ра щ ения движения с индик а тора считы ва ется врем я t. Н а жм ите
   к нопк у «С БРО С » и продела й те да нное упра жнение с другим
   дополнительны м грузик ом . Зна чения S и m1, при к оторы х проводятся
   изм ерения, ук а зы ва ю тся преподава телем . И зм ерения с к а жды м из
   дополнительны х грузик овпроводятсяне м енее пяти ра з, на основа нии чего