| Hillary | Дата: Среда, 20.12.2017, 13:51 | Сообщение # 1 |
|
Полковник
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| Лабораторная работа № 5 «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести»
«Физика. Физика. 9-й класс И.К. Кикоин, А.К. Кикоин. ФИПИ. ФГОС. Школа России. 21 век.
 Презентация на тему: Лабораторная работа № 5 «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести»
ГДЗ и решебник по предмету Физике. Лабораторные работы по Физике с ответами можно бесплатно скачать к себе на компьютер, телефон, планшетник или смартфон в любом формате. Потом в свое свободное время можно решать задачи онлайн или офлайн. А также проверить сразу решения и правильные ответы на задания лабораторной работы. Ответы, вывод, пояснения и решение на лабораторную работу смотрите ниже. Таблица и описание опыта можно прочитать или посмотреть по видео.
Цель работы: убедиться в том, что при движении тела по окружности под действием нескольких сил их равнодействующая равна произведению массы тела на ускорение: F = ma. Для этого используется конический маятник (рис. 178, а).
На прикрепленное к нити тело (им в работе является груз из
набора по механике) действуют сила тяжести F1 и сила упругости F2. Их равнодействующая равна
Сила F и сообщает грузу центростремительное ускорение
(r — радиус окружности, по которой движется груз, Т — период его обращения) .
Для нахождения периода удобно измерить время t определенного числа N оборотов. Тогда Т =
Модуль равнодействующей F сил F1 и F2 можно измерить, скомпенсировав ее силой упругости Fупр пружины динамометра так, как это показано на рисунке 178, б.
Согласно второму закону Ньютона,
При подстановке в
это равенство полученных в опыте значений Fynp, m и а может оказаться, что левая часть этого равенства отличается от единицы. Это и позволяет оценить погрешность эксперимента.
Средства измерения: 1) линейка с миллиметровыми делениями; 2) часы с секундной стрелкой; 3) динамометр.
Материалы: 1) штатив с муфтой и кольцом; 2) прочная нить; 3) лист бумаги с начерченной окружностью радиусом 15 см; 4) груз из набора по механике.
Порядок выполнения работы
1. Нить длиной около 45 см привяжите к грузу и подвесьте к кольцу штатива.
2. Одному из учащихся взяться двумя пальцами за нить у точки подвеса и привести во вращение маятник.
3. Второму учащемуся измерить лентой радиус r окружности, по которой движется груз. (Окружность можно начертить заранее на бумаге и по этой окружности привести в движение маятник.)
4. Определите период Т обращения маятника при помощи, часов с секундной стрелкой.
Для этого учащийся, вращающий маятник, в такт с его оборотами произносит вслух: нуль, нуль и т. д. Второй учащийся с часами в руках, уловив по секундной стрелке удобный момент для начала отсчета, произносит: «нуль», после чего первый вслух считает число оборотов. Отсчитав 30—40 оборотов, фиксирует промежуток времени t. Опыт повторяют пять раз.
5. Рассчитайте среднее значение ускорения по формуле (1), учитывая, что с относительной погрешностью не более 0,015 можно считать π2 = 10.
6. Измерьте модуль равнодействующей F, уравновесив ее силой упругости пружины динамометра (см. рис. 178, б).
7. Результаты измерений занесите в таблицу:
Номер
опыта
t, с
tср,с
N
m, кг
r,
м
а,
м/с2
Fупр,
Н
8. Сравните отношение
с единицей и сделайте вывод о погрешности экспериментальной проверки того, что центростремительное ускорение сообщает телу векторная сумма действующих на него сил.
Груз из набора по механике, подвешенный на закрепленную в верхней точке нить, движется в горизонтальной плоскости по окружности радиуса r под действием двух сил:
силы тяжести
и силы упругости N.
Равнодействующая этих двух сил F направлена горизонтально к центру окружности и сообщает грузу центростремительное ускорение.
Т - период обращения груза по окружности. Его можно вычислить подсчитав время, за которое груз совершает некоторое число полных оборотов
Центростремительное ускорение рассчитаем по формуле
 [/b]
|
| |
| |
| Hillary | Дата: Среда, 20.12.2017, 13:54 | Сообщение # 2 |
|
Полковник
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 
Теперь, если взять динамометр и прикрепить его к грузу, как показано на рисунке, можно определить силу F (равнодействующую сил mg и N.
Если груз отклонен от вертикали на расстояние г, как и при движении по окружности, то сила F равна той силе, которая вызывала движение груза по окружности. Мы получаем возможность сравнить значение силы F , полученное путем прямого измерения и силы ma, рассчитанной по результатам косвенных измерений и
сравнить отношение
с единицей. Для того, чтобы радиус окружности, по которой движется груз, изменялся вследствие влияния сопротивления воздуха медленнее и изменение это незначительно влияло на измерения, следует выбирать его небольшим (порядок 0,05~0,1 м).
Выполнение работы
№ опыта
t, с
tср, с
n
m, кг
r, м
а, м/с2
F, H
Вычисления
Оценка погрешностей. Точность измерения: линейка -
секундомер
динамометр
Подсчитаем погрешность определения периода (если считать, что число n определено точно):
Погрешность определения ускорения подсчитаем как:
|
| |
| |
| Hillary | Дата: Среда, 20.12.2017, 13:56 | Сообщение # 3 |
|
Полковник
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| Погрешность определения ma
(7%), то есть
С другой стороны, силу F мы измерили со следующей погрешностью:
Такая погрешность измерения, конечно, очень велика. Измерения с такими погрешностями годны только для приблизительных оценок. Отсюда видно, что отклонение отношение
от единицы может быть существенным при использовании примененных нами способов измерения*.
1* Так что вам не следует смущаться, если в этой лабораторной работе отношение
будет отличным от единицы. Просто аккуратно оцените все погрешности измерений и сделайте соответствующий вывод.
Видео. Лабораторная работа № 5 «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести»
Смотрите также лабораторки на другие темы:
Лабораторная работа № 1 «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении»
Лабораторная работа № 2 «Измерение жесткости пружины»
Лабораторная работа № 3 «Измерение коэффициента трения скольжения»
Лабораторная работа № 4 «Изучение движения тела, брошенного горизонтально»
Лабораторная работа № 5 «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести»
Лабораторная работа № 6 «Изучение равновесия тел под действием нескольких сил»
Лабораторная работа № 7 «Изучение закона сохранения механической энергии»
Лабораторная работа № 8 «Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника»
|
| |
| |
