Равноускоренное движение
Машина Атвуда: понятие и структура, принцип работы и функциональные особенности. Методика определения зависимости пути от времени для равноускоренного движения при помощи машины Атвуда, необходимые для этого приборы и принадлежности, анализ результатов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.04.2013 |
| Размер файла | 121,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторная работа
«Равноускоренное движение»
I. Цель и содержание работы
Целью работы является изучение законов равноускоренного движения при помощи машины Атвуда.
Содержание работы состоит в определении зависимости пути, пройденного телом при равноускоренном движении, от времени.
II. Краткая теория работы
В настоящей работе определяется зависимость пути от времени для равноускоренного движения при помощи машины Атвуда.
Машина Атвуда (рис. 1) состоит из легкого блока в виде сплошного диска, способного вращаться вокруг неподвижной горизонтальной оси, расположенной в верхней части вертикальной стойки. На правой стороне стойки нанесена шкала с сантиметровыми отметками. Через блок перекинута легкая капроновая нить, на концах которой закреплены грузики в виде цилиндров разной массы и .
В левой верхней части стойки установлено электромагнитное пусковое устройство, позволяющее фиксировать положение грузиков, зажимая нить между двумя дисками, один из которых связан с электромагнитом. При освобождении нити грузики приходят в движение, одновременно включается электронный секундомер.
Пройдя путь , правый цилиндрик попадает своим нижним основанием на горизонтальную неподвижную платформу и замыкает контакты, останавливающие секундомер.
Закон движения грузиков в первом приближении можно записать в виде:
(1).
Этот закон вытекает из законов поступательного и вращательного движения блока и грузиков с учетом связи тангенциального и углового ускорения тел: :
Где J - момент инерции блока,
R - радиус блока,
g - ускорение свободного падения.
Трением в оси блока пренебрегаем.
Величина пути , пройденного телом с начальной нулевой скоростью за время , определяется (из кинематики) уравнением:
(2)
Однако ряд причин случайного характера (например, неточность начального расположения правого грузика на заданном расстоянии от неподвижной платформы, инерционность пускового устройства и срабатывания контактов, застойные явления в подшипниках оси блока и т.п.) усложняют эту зависимость
Рис. 1. Машина Атвуда
1 - блок, 2 - грузики, 3 - нить, 4 - электромагнит, 5 - неподвижная платформа с контактным устройством, 6 - стойка со шкалой, 7 - подставка.
Введем параметр - случайную величину, характеризующую неопределенность моментов начала и конца движения. Тогда,
. (3)
Преобразовав это выражение, получим:
. (4)
Усредняя эту зависимость по случайным значениям параметра , находим:
. (5)
Если распределение случайной величины симметрично относительно значения (то есть положительные и отрицательные значения равновероятны), то , , следовательно, введя обозначения и , можно записать:
. (6)
Этот закон содержит два параметра: - начальное смещение и - величину, равную половине ускорения. Эти параметры определяются по измеренным значениям пройденного пути и сериям значений промежутков времени методом наименьших квадратов (см. Приложение 1).
атвуд равноускоренный машина
III. Приборы и принадлежности, необходимые для выполнения работы
Машина Атвуда. Описание дано выше.
Электронный секундомер.
Блок питания электромагнита.
Пусковое устройство, управляющее электромагнитом и секундомером.
Ход работы
Измерения и вычисления заношу в таблицу №1:
|
№ п/п |
Пройденное расстояние , м |
ПРОМЕЖУТКИ ВРЕМЕНИ |
Среднее значение , с |
|||||
|
, с |
, с |
, с |
, с |
, с |
||||
|
1 |
0,80 |
2,94 |
2,87 |
2,89 |
2,83 |
2,96 |
2,9 |
|
|
2 |
0,75 |
3,02 |
2,77 |
2,79 |
2,77 |
2,75 |
2,82 |
|
|
3 |
0,70 |
2,69 |
2,69 |
2,70 |
2,66 |
2,63 |
2,67 |
|
|
4 |
0,65 |
2,62 |
2,61 |
2,64 |
2,58 |
2,59 |
2,61 |
|
|
5 |
0,60 |
2,55 |
2,52 |
2,52 |
2,50 |
2,47 |
2,51 |
|
|
6 |
0,55 |
2,37 |
2,36 |
2,37 |
2,39 |
2,40 |
2,38 |
|
|
7 |
0,50 |
2,23 |
2,30 |
2,26 |
2,21 |
2,16 |
2,23 |
|
|
8 |
0,45 |
2,16 |
2,16 |
2,10 |
2,08 |
2,10 |
2,12 |
|
|
9 |
0,40 |
2,10 |
2,06 |
2,07 |
2,02 |
1,99 |
2,05 |
|
|
10 |
0,35 |
1,84 |
1,84 |
1,82 |
1,85 |
1,83 |
1,84 |
Таблица №2
|
1 |
0,0025 |
0,0009 |
0,0361 |
0,0289 |
0,0016 |
0,1645 |
|
|
2 |
0,0001 |
0,0036 |
0,0004 |
0,0025 |
0,0004 |
0,0520 |
|
|
3 |
0,0001 |
0,01 |
0,0025 |
0,0064 |
0 |
0,0857 |
|
|
4 |
0,0025 |
0,0196 |
0,0004 |
0,0049 |
0,0025 |
0,1075 |
|
|
5 |
0,0001 |
0,0121 |
0,0036 |
0,0256 |
0,0064 |
0,1359 |
|
|
6 |
0,04 |
0,0004 |
0,0025 |
0,0025 |
0,01 |
0,1463 |
|
|
7 |
0,0016 |
0,0001 |
0,0016 |
0,0064 |
0,0049 |
0,0751 |
|
|
8 |
0,0004 |
0,0025 |
0,0001 |
0,0004 |
0,0016 |
0,0440 |
|
|
9 |
0,0025 |
0,0036 |
0,0009 |
0,0016 |
0,0004 |
0,0590 |
|
|
10 |
0,0001 |
0,0001 |
0,0004 |
0,0001 |
0,0001 |
0,0176 |
Таблица №3
|
1 |
0,80 |
2,89 |
8,35 |
69,72 |
6,68 |
|
|
2 |
0,75 |
2,80 |
7,84 |
61,47 |
5,88 |
|
|
3 |
0,70 |
2,69 |
7,24 |
52,42 |
5,068 |
|
|
4 |
0,65 |
2,62 |
6,86 |
47,06 |
4,459 |
|
|
5 |
0,60 |
2,53 |
6,40 |
40,96 |
3,84 |
|
|
6 |
0,55 |
2,45 |
6 |
36 |
3,3 |
|
|
7 |
0,50 |
2,23 |
4,97 |
24,70 |
2,485 |
|
|
8 |
0,45 |
2,17 |
4,71 |
22,18 |
2,1195 |
|
|
9 |
0,40 |
1,98 |
3,92 |
15,37 |
1,568 |
|
|
10 |
0,35 |
1,91 |
3,65 |
13,32 |
1,2775 |
|
|
5,75 |
24,27 |
59,94 |
383,2 |
36,677 |
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 1. - М.: Наука, 1982.
2. Лебедев В.В. Руководство по обработке результатов наблюдений при выполнении лабораторных работ. - М. МИНГ, 1987.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение машины Атвуда для изучения законов динамики движения тел в поле земного тяготения. Принцип работы механизма. Вывод значения ускорения свободного падения тела из закона динамики для вращательного движения. Расчет погрешности измерений.
лабораторная работа [213,9 K], добавлен 07.02.2011Рассмотрение предназначения и устройства машины Атвуда. Практическое закрепление понятий траектории, перемещения материальной точки, скорости и экспериментальное подтверждение законов Ньютона при проведении исследования свободного падения тел.
контрольная работа [124,2 K], добавлен 01.02.2010История развития кинематики как науки. Основные понятия этого раздела физики. Сущность материальной точки, способы задания ее движения. Описание частных случаев движения в зависимости от ускорения. Формулы равномерного и равноускоренного движения.
презентация [1,4 M], добавлен 03.04.2014Принцип действия и структура синхронных машин, основные элементы и их взаимодействие, сферы и особенности применения. Устройство и методика использования машин постоянного тока, их разновидности, оценка Э.д.с., электромагнитного момента этого типа машин.
учебное пособие [7,3 M], добавлен 23.12.2009Изучение кинематики и динамики поступательного движения на машине Атвуда. Изучение вращательного движения твердого тела. Определение момента инерции махового ко-леса и момента силы трения в опоре. Изучение физического маятника.
методичка [1,3 M], добавлен 10.03.2007Законы сохранения в механике. Проверка закона сохранения механической энергии с помощью машины Атвуда. Применение закона сохранения энергии для определения коэффициента трения. Законы сохранения импульса и энергии.
творческая работа [74,1 K], добавлен 25.07.2007Развитие представления о пространстве и времени. Парадигма научной фантастики. Принцип относительности и законы сохранения. Абсолютность скорости света. Парадокс замкнутых мировых линий. Замедление хода времени в зависимости от скорости движения.
реферат [21,5 K], добавлен 10.05.2009Простота устройства, большая надежность и низкая стоимость асинхронных двигателей. Принцип действия асинхронной машины и режимы ее работы. Получения вращающегося магнитного поля. Устройство синхронной машины, холостой ход синхронного генератора.
презентация [443,8 K], добавлен 12.01.2010Принцип работы машины постоянного тока. Статистические характеристики и режимы работы двигателя независимого возбуждения. Способы регулирования скорости двигателя. Расчет параметров электрической машины. Структурная схема замещения силовой цепи.
курсовая работа [438,8 K], добавлен 13.01.2011Принцип работы и особенности использования светофильтров, их назначение и основные функции. Методика выделения узкой части спектра при помощи комбинации фильтров Шотта. Порядок выделения одной или нескольких линий их спектра, различных цветов и оттенков.
реферат [247,0 K], добавлен 28.09.2009Понятие об электроемкости. Распределение зарядов на поверхности проводника. Конструкция и принцип действия электрофорной машины. Демонстрация экспериментов электрических законов с применением электрофорной машины Вимшурста. Электрический ток в газах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.02.2014Материальная точка и система отсчета. Траектория, путь, перемещение. Векторные величины, прямолинейное равномерное движение и мгновенная скорость. Равноускоренное криволинейное движение. Скорость при неравномерном движении. Движение тела по окружности.
реферат [917,6 K], добавлен 29.11.2015Изучение единиц выражения скорости и приборов, которыми она измеряется. Определение зависимости скорости от времени для двух тел, скорости при равномерном движении. Исследование понятий механического движения, тела отсчета, траектории и пройденного пути.
презентация [1,2 M], добавлен 12.12.2011Определение основных физических терминов: кинематика, механическое движение и его траектория, точка и система отсчета, путь, поступательное перемещение и материальная точка. Формулы, характеризующие равномерное и прямолинейное равноускоренное движение.
презентация [319,3 K], добавлен 20.01.2012Исследование динамического поведения механической системы с использованием теорем и уравнений теоретической механики. Дифференциальное уравнение движения механической системы. Законы движения первого груза, скорость и ускорение в зависимости от времени.
реферат [107,8 K], добавлен 27.07.2010Закон сохранения энергии. Равноускоренное движение и свободное падение муфты, дальность ее полета. Измерение коэффициента трения скольжения за счет потенциальной энергии. Неточности измерительных приборов и погрешности, возникающие из-за этого.
лабораторная работа [75,2 K], добавлен 25.10.2012Прямолинейное движение точки на плоскости. Мгновенная скорость точки. Поиск радиуса вращающегося колеса. Зависимость пути от времени, ускорение и масса тела. Равноукоренное движение. Работа, совершаемая результирующей силой.
контрольная работа [195,3 K], добавлен 16.07.2007Время-объект физического исследования. Время и движение, машина времени. Время и тяготение. Черные дыры: время остановилось. Время осуществляет связь между всеми явлениями Природы. Время обладает разнообразными свойствами, которые можно изучить опытами.
реферат [36,0 K], добавлен 08.05.2003Понятие механического движения как изменения положения тела по отношению к каким-либо другим телам. Зависимость характера движения от выбора тел, основные типы движения и их особенности. Инструменты для измерения длины, нониус как добавочная шкала.
реферат [2,4 M], добавлен 23.06.2010Формулы кинематики, механическое движение. Система отсчета, траектория, перемещение. Ускорение, сложение скоростей. Равномерное, равноускоренное прямолинейное движение. Ускорение свободного падения. Условие равновесия рычага. Сила упругости, закон Гука.
краткое изложение [89,1 K], добавлен 14.11.2010
