laba_1.12 (Лабораторная работа №1.12)

Лабораторная работа 1.12
Изучение основного закона динамики поступательного движения.

Цель работы. Измерение ускорения тел на машине Атвуда.

Задание. Сравнить полученный результат с расчётным значением ускорения, выведенным из законов дина­мики поступательного и вращательного движения.

Теоретическое введение.

Согласно второму закону Ньютона для поступательного движения, произведение массы тела на его ус­корение равно результирующей силе, действующей на тело. При вращательном движении основной закон динамики записывается следующим образом:

где J - момент инерции тела, являющийся его мерой инертности при вращательном движении, относитель­но данной оси вращения;  - угловое ускорение; N - момент внешних сил.

где Т₁ и Т₂ - силы натяжения нитей; а - линейное ускорение грузов; N - величина результирующего момента сил натяжения нитей. Момент силы Т₂ направлен вдоль оси вращения за чертёж, а направление момента си­лы Т₁ - прямо противоположно. Поэтому:

N=(Т2-Т1)R, где R - радиус блока.

Получаем формулу:

Момент инерции блока массы М_бл в данной системе рассчитывается по формуле:


Принципиальная схема установки.

Экспериментальная установка состоит из масштабной линейки, прикреплённой вертикально к стене. Наверху рейки закреплён блок, свободно вращающийся вокруг оси. Через блок перекинута тонкая леска, на концах которой висят два груза одинаковой массы. Массу грузов можно изменять с помощью перегрузков. Измерение интервалов времени производится с помощью секундомеров. В работе экспериментально определяется ускорение а.

Расчётные формулы.

где т - масса перегрузка; М - масса одного из одинаковых грузов; М_бл - масса блока;
g - ускорение свободного падения.

где для вычисления а* проводят вторую прямую, проходящую через нуль, и экспериментальную точку, макси­мально отклоняющуюся от графика.

Инструментальную погрешность весов брать равной ± 50 мг. Проверяется выполнение неравенства:

Результаты измерений.