Оборудование: машина Атвуда, секундомер, фотоэлемент. Определить ускорение свободного падения в поле тяжести Земли можно с помощью машины Атвуда, в которой времена движения грузов сравнительно большие

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

Определить ускорение свободного падения в поле тяжести Земли можно с помощью машины Атвуда, в которой времена движения грузов сравнительно большие, и можно учесть силы сопротивления.

Уравнение второго закона Ньютона для груза с перегрузком в проекции на ось, направленную вертикально вниз, имеет вид:

 

Уравнение второго закона Ньютона для второго груза в проекции на вертикальную ось, направленную вверх, имеет вид:

 

Уравнение динамики вращательного движения блока имеет вид:

 

 

Сложим уравнения динамики трех тел с учетом соотношений для углового ускорения ε = и для момента инерции блока J=, и получим уравнение динамики совместного движения тел:

 

 

где суммарная эффективная масса движущихся тел машины равна:

 

 

Ускорение а движения грузов можно определить экспериментально по формуле кинематики:

 

Чтобы исключить неизвестную силу трения, строится график линейной зависимости Ма от массы перегрузка. Угловой коэффициент линии равен искомому ускорению свободного падения:

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

S, см
Δ m, г
М, г,
t, с
а, м/c2
Ма, Н

 

Пример расчета ускорения: =……

 

Пример расчета параметра: Ма =………

	Δ m, кг

Ма,, Н

 

 

Расчет среднего значения ускорения свободного падения: =

 

Оценка случайной погрешности измерения ускорения:

=

 

Результат измерения ускорения свободного падения: g=……… ± …… м/с², Р= 90%

 

Выводы.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ