Файл: Лабораторная работа 1 движение с постоянным ускорением бригада 5.docx

Скачать файл (0,11Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 531

Скачиваний: 12

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.1

ДВИЖЕНИЕ С ПОСТОЯННЫМ УСКОРЕНИЕМ

Бригада 5

Выполнил: ст. гр. БГГ–19–01

26.04.20 Р.Р. Миргалиев Проверил: д. физико-матем. н. И.К. Гималтдинов
Уфа – 2020

Лабораторная работа №1.1.

«Движение с равномерным ускорением».

Цель работы:

* Знакомство с применением физической модели МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА (МТ).

* Исследование движения МТ с постоянным ускорением.

* Экспериментальное определение ускорения свободного падения на поверхности Земли.

Краткая теория:

МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА – это абстрактный объект (модель), не имеющий размеров, но обладающий другими характеристиками реального тела.

ПОЛОЖЕНИЕ МТ – это координата, которую имеет МТ в данный момент времени. Математическое описание положения МТ – ее радиус-вектор

.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ есть изменение положения тела в пространстве со временем. Закон движения – это функция

.

СКОРОСТЬ есть векторная кинематическая характеристика движения, показывающая быстроту и направление движения. Математически

.

УСКОРЕНИЕ есть векторная кинематическая характеристика движения, показывающая быстроту и направление изменения скорости. Математически

.

ТРАЕКТОРИЯ есть геометрическое место точек, которые проходит МТ при ее движении. В каждой точке вектор скорости направлен по касательной к траектории.

Для движения с постоянным ускорением закон движения

, где

– начальное положение и

– начальная скорость МТ. Закон скорости:

.

При свободном движении тела вблизи поверхности Земли

- ускорению свободного падения.

ТАНГЕНЦИАЛЬНОЕ УСКОРЕНИЕ показывает, как быстро меняется величина скорости

; оно направлено по касательной к траектории.

НОРМАЛЬНОЕ УСКОРЕНИЕ показывает, как быстро меняется направление вектора скорости

(R – радиус кривизны траектории). Оно перпендикулярно касательной.

Полное ускорение определяется по теореме Пифагора:

.

Ход работы:

Начальная высота h=10 м

Начальный угол =45⁰

Номер измерения	Траект. 1 υ₀= 15 м/с		Траект. 2 υ₀= 17 м/с		Траект. 3 υ₀= 19 м/с			Траект. 4 υ₀= 22 м/с			Траект. 5 υ₀= 25 м/с
	y_max	y_max	y_max	y_max		y_max	y_max		y_max	y_max		y_max	y_max
1	15,7	0	17,4	0		19,2	0		22,3	0		25,9	0
2	15,7	0	17,4	0		19,2	0		22,3	0		25,9	0
3	15,7	0	17,4	0		19,2	0		22,3	0		25,9	0
4	15,7	0	17,4	0		19,2	0		22,3	0		25,9	0
5	15,7	0	17,4	0		19,2	0		22,3	0		25,9	0
<y_max>	15,7		17,4		19,2			22,3			25,9
Абс. ош.	0		0		0			0			0

График зависимости средних значений вертикальной координаты точки максимального подъема от квадрата начальной скорости:

Выведем формулу для y_max максимальной высоты подъема тела:

Из формулы x=x₀+V₀t+(at²)/2 по аналогии получаем:

y_max=y₀+V₀t+(gt²)/2.

Т. к. в начальный момент времени V₀=0, то формула приобретает вид:

y_max=y₀+(gt²)/2.

Преобразуем формулу: gt²/2=y-y₀

gt²=2(y-y₀)

Отсюда получаем: t=

Подставляем данное выражение в исходную формулу:

y=y₀+

Вычисление значения ускорения свободного падения g:

g=

g₁=

= 9,8 м/с²

g₂= 9,9 м/с²

g₃= 9.8 м/с²

g₄= 9.8 м/с²

g₅= 9.8 м/с²

g_ср= (9,8+9,9+9.8+9,8+9,8)/5= 9,82 м/с²

Δ (g_ср)= 0.

Полученный экспериментально график зависимости значений вертикальной координаты точки максимального подъема

от квадрата начальной скорости имеет вид непрерывной ломаной кривой

и качественно совпадает с теоретической зависимостью данных характеристик, имеющей вид y=y₀+ .

Вывод:

Таким образом, мы исследовали движение материальной точки с постоянным ускорением и экспериментально определили ускорение свободного падения на поверхности Земли. Полученные значения полностью совпадают с исходными данными.

Ответы на вопросы.

Дайте определение материальной точки.

МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА – это абстрактный объект (модель), не имеющий размеров, но обладающий другими характеристиками реального тела.

Как определяется положение материальной точки?

Положение материальной точки – это координата, которую имеет МТ в данный момент времени. Математическое описание положения МТ – ее радиус-вектор

Дайте определение системы отсчета.

Система отсчета — это тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени, по отношению к которым рассматривается движение материальных точек или тел.

Что такое декартова система координат?

Прямоугольная система координат — прямолинейная система координат с взаимно перпендикулярными осями на плоскости или в пространстве.

Дайте определение механического движения.

Механическое движение - есть изменение положения тела в пространстве со временем. Закон движения – это функция

.
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.4

УПРУГИЕ И НЕУПРУГИЕ УДАРЫ Бригада 5

Выполнил: ст. гр. БГГ–19–01

26.04.20 Р.Р. Миргалиев

Проверил: д. физико-матем. н. И.К. Гималтдинов

Уфа – 2020

Лабораторная работа №1.4.

«УПРУГИЕ И НЕУПРУГИЕ УДАРЫ».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Выбор физических моделей для анализа взаимодействия двух тел.
Исследование физических характеристик, сохраняющихся при столкновениях.
Экспериментальное определение зависимости тепловыделения при неупругом столкновении от соотношения масс при разных скоростях.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:

СТОЛКНОВЕНИЕ (удар, соударение) – модель взаимодействия двух тел, длительность которого равна нулю (мгновенное событие). Применяется для описания реальных взаимодействий, длительностью которых можно пренебречь в условиях данной задачи.

АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ УДАР – столкновение двух тел, после которого форма и размеры сталкивающихся тел восстанавливаются полностью до состояния, предшествовавшего столкновению. Суммарные импульс и кинетическая энергия системы из двух таких тел сохраняются (после

столкновения такие же, какими были до столкновения):

;

.

АБСОЛЮТНО НЕУПРУГИЙ УДАР – столкновение двух тел, после которого форма и размеры тел не восстанавливаются, тела «слипаются» и движутся как одно целое с одной скоростью. Суммарный импульс двух неупруго сталкивающихся тел сохраняется, а кинетическая энергия становится меньше, так как часть энергии переходит в конечном итоге в тепловую:

.

Используя определение импульса и определение абсолютно неупругого удара, преобразуем закон сохранения импульса, спроектировав его на ось ОХ, вдоль которой движутся тела, в следующее уравнение:

(m₁ + m₂)