Описание установки. Схема экспериментальной установки на основе машины Атвуда (рис

Схема экспериментальной установки на основе машины Атвуда (рис. 2, а) приведена на рис. 2, б.

а	б
Рис.2

Машина Атвуда (рис. 2, б) состоит из вертикального штатива 1, на который крепится легкий блок 2, через который перекинута нить 3 с грузом 4 массой m. Масса этого груза может быть увеличена добавочными небольшими перегрузами 5 массами m₁иm₂. Левый груз с перегрузом при выполнении работы необходимо опускать вниз, чтобы поднять правый груз с перегрузом на определенную высоту. В нижней части штатива установлен приемный столик 6, кронштейн с закрепленным фотодатчиком 8. На корпусе кронштейна имеется риска, совпадающая с оптической осью фотодатчика. В момент удара груза по чашечке приемного столика 6 он пересекает оптическую ось фотодатчика. Вследствие этого секундомер прекращает отсчет времени падения груза.

На вертикальном штативе укреплена линейка 9 с сантиметровыми делениями, по которой определяют начальное и конечное положения грузов. Начальное положение определяют по нижнему срезу груза , а конечное – по риске на корпусе кронштейна, где укреплен фотодатчик 8.

Секундомер 10 представляет собой прибор с цифровой индикацией времени. При нажатии кнопки секундомера «пуск» происходит расторможение электромагнита, правый груз с большим перегрузом (или двумя перегрузами) приходит в движение, и начинается отсчет времени.

Регулировочные опоры 11 используют для регулировки положения экспериментальной установки на лабораторном столе. Перед проведением опытов прибор следует установить в строго вертикальное положение с помощью ножек - винтов опоры.

При движении системы грузов кроме равнодействующей силы, обусловливающей движение грузов и перегрузов, в узле блока возникает сила трения и крутящийся момент, пренебречь которыми нельзя, т.к. по величине они сравнимы с теми силами, которые приводят в движение систему. Поэтому перед началом работы сила трения должна быть скомпенсирована. Это условие выполняется, если оба груза, подвешенные через блок на нити, самопроизвольно не приходят в движение, и во время подталкивания одного из них они будут двигаться равномерно с той же скоростью, которую им сообщили. При этом если масса блока невелика, по сравнению с массами падающих грузов, и трение мало, то раскручивание блока не требует приложения к нему крутящего момента и силы натяжения нити по обе стороны блока равны друг другу.

В настоящей работе предполагается по результатам опытов определить отношение сил по формуле (2) и отношение ускорений по формуле (3). Затем, сравнив результаты с допущенными при их измерении погрешностями, проверить справедливость следствия II закона Ньютона .