Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3
ИЗУЧЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ Ц е л ь р а б о т ы: определение скорости движения тел на наклонной плоскости и сравнение теоретических результатов с экспериментальными. П р и б о р ы: наклонная плоскость, шар, цилиндр, линейка, ящик с песком. Т е о р и я м е т о д а Рассмотрим движение тела по наклонной плоскости длиною (рис.1). Тело, скатываясь с наклонной плоскости, участвуют в поступательном и вращательном движениях.
По закону сохранения энергии (1) где υ - линейная скорость, ω - угловая скорость тела, J – момент инерции тел, h - высота наклонной плоскости. Теоретическая скорость υТ определяется из соотношения (1). Для этого угловая скорость заменяется линейной с учетом формулы , а момент инерции шара и цилиндра выражается формулами После постановки w и Jш, Jц в уравнение (1), получаем расчётные формулы скорости шара и цилиндра , (2) Измерив высоту наклонной плоскости, вычисляем теоретические значения скоростей в точке В. Экспериментальное определение скорости проводят так. В точке В тело имеет скорость υ, которая может быть представлена в виде двух компонент υх и υу – скорости в горизонтальном и вертикальном направлениях Из законов поступательного движения находим х = у = (3) Время движения в обоих направлениях одинаково и равно (4) Подставив время (4) в уравнение (3), получим выражение для экспериментальной скорости в точке В (5) а по найденному выражению скорости, окончательно находим время (6) Порядок работы 1. Измерить длину ℓнаклонной плоскости, высоту h и основание b, вычислить и 2. Пустить тело из точки Aпо наклонной плоскости и измерить расстояние: х = СД и у = ВС 3.Вычислить экспериментальное значение скорости по формуле (5) и сравнить со значением теоретической скорости, вычисленной по формуле (2). По формуле (6) вычислить время движения. Опыт повторить три раза при разных высотах. Данные занести в таблицу.
Контрольные вопросы 1. Сформулировать и записать закон сохранения и превращения энергии в данной работе. 2. Дать определение и записать формулу мгновенной скорости, указать направление. 3. Что характеризует нормальное, тангенциальное и полное ускорение и чему они равны? 4. Вывести формулу экспериментальной и теоретической скоростей.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|