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
Пример расчета ускорения:
Пример расчета параметра: Ма =………
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
|
=……
=
=
