Задание. Рассчитайте ускорение, с которым движется резиновая пробка по окружности под действием постоянной по модулю силы

Рассчитайте ускорение, с которым движется резиновая пробка по окружности под действием постоянной по модулю силы. Результат расчета проверьте экспериментально.

Метод выполнения работы

Второй закон ньютона утверждает, что ускорение а тела прямо пропорционально действующей силы F и обратно пропорционально массе тела m:

(1)

 

В работе исследуется движение резиновой пробки массой m по окружности под действием постоянной по модулю силы упругости нитки F , направленной к центру окружности. Зная эту силу и массу пробки, можно рассчитать модуль ускорения пробки. Результат расчета можно α Модуль центростремительного ускорения в этом случае равен

(2)

 

Выразив линейную скорость через период T обращения пробки (который можно измерить),

Формула для расчета ускорения можно привести к виду:

(3)

Итак, цель работы заключается в сравнении значения ускорения, вычисленного по формуле (1), и значения ускорения найденного по формуле(3), позволяющей измерить ускорение тела движущегося по окружности.

Порядок выполнения работы

Измерьте массу m1 пробки с помощью весов и гирь

Привяжите пробку к одному концу нити длиной 30-40 см. Второй конец нити пропустите через трубку, укрепленную на планке динамометра, и привяжите к крючку динамометра.

Приведите пробку во вращательное движение в горизонтальной плоскости. Установите такую скорость движения пробки по окружности, при которой сила упругости нити, являющаяся причиной возникновения центростремительного ускорения была равна 2Н.

Измерьте время t, за которое пробка совершает по окружности n=20 оборотов.

Рассчитайте период T обращения пробки по окружности радиусом R:

Измерьте радиус R окружности, по которой движется пробка:

Lо – длина нити от пробки до трубки до начала опыта, х - удлинение пружины

Рассчитайте ускорение пробки по формуле (1)и по результатам опыта:

Повторите опыт с той же пробкой, но при такой скорости движения, при которой сила упругости нити равна 4Н.

Результаты измерений и расчетов занесите в отчетную таблицу

Рассчитайте абсолютную и относительную погрешность измерений

 

№ опыта	M1,кг	Fy, H	т, м/с2	t,c	n	T,c	R,м	аЭ, м/с2

 

Сравните значение ускорений, вычисленных по второму закону Ньютона, со значениями ускорений, полученными из опыта с учетом погрешности измерения и сделайте вывод.

 

Контрольные вопросы. Повторить §25 Физика 10 Г.Я. Мякишев.

1. Сформулируйте второй закон Ньютона. Справедлив ли этот закон для произвольного тела или только для материальной точки?

2. Измеряется ускорение тела движущегося равномерно по окружности.

Какие условия необходимы для того, что бы тело двигалось с постоянным ускорением?

3.Почему при выполнении опытов осуществлялось вращение пробки в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной?

4. Почему теоретическое и экспериментальное значения ускорений пробки отличаются друг от друга?