МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» РТУ МИРЭА

Филиал РТУ МИРЭА в г. ФрязиноКафедра общенаучных дисциплинОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №__2__«Изучение основного закона динамики поступательного движения»по дисциплине«Физика»Выполнил студент группы ФКБ?-??-?? Аноним А.А. (учебная группа) Принял Кандидат физико-математических наук Белихов А.Б.Лабораторные работы выполнены «?» ?? 2022г. (подпись студента)«Зачтено» «??» ?? 2022г.(подпись руководителя) Фрязино 2022 ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНОГО ЗАКОНА ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯПриборы и принадлежности: установка с блоком и грузами, секундомер, добавочные грузики.

1. 
   Теоретическое введение
   

Первый закон динамики (закон инерции) отражает свойство материи быть в вечном движении: всякое тело сохраняет состояние прямолинейного равномерного движения (или покоя) до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить прежнее состояние.Тело массы м, движущееся по инерции равномерно и прямолинейно, обладает постоянной скоростью о (v << c) и, следовательно, неизменным импульсом (количеством движения) mv. Опыты показывают, что если на данное тело действует в течение некоторого времени ∆t другое тело, то при этом тело изменяет свою скорость и, следовательно, импульс. Это обстоятельство привело к образованию понятия силы (и импульса силы).Силой F называется мера действия, производимого со стороны другого тела на данное и заключающегося в изменении у данного тела скорости.Импульсом силы называется произведение силы на время ее действия (F∆t).Изучение внешних воздействий на данное тело позволило Ньютону сформулировать основной закон динамики поступательного движения: изменение импульса тела равно им

---

пульсу силы и совершается вдоль прямой, по которой действует сила. Основной закон динамики можно записать следующим образом:

F∆t=∆(mv). (1)

При скоростях движения, значительно меньших скорости света, масса тела не зависит от скорости. Учитывая это обстоятельство, а также то, что величина есть среднее ускорение а, характеризующее изменение скорости при внешнем воздействии, можно основной закон динамики поступательного движения записать:

F=ma (2)

Если на одно и то же тело массы м последовательно действует то сила F₁, то сила F₂, то ускорения а₁ и а₂ которые приобретает при этом тело, относятся друг к другу как действующие силы, то есть

(3)

В случаях, когда на тело массы м. одновременно действует несколько сил, в уравнение (2) следует подставлять результирующую силу (то есть геометрическую сумму всех сил). Если результирующая сила действует на систему тел, перемещающихся с одним ускорением, то под массой m следует понимать сумму масс тел этой системы. В справедливости основного закона динамики (2) и его следствия (3) можно убедиться экспериментально.

II. Описание аппаратуры и метода измерений.

На стене монтирована длинная масштабная рейка в (рис. 4). У ее верхнего конца расположен легкий блок С, который вращается около горизонтальной оси с небольшим трением. Через блок перекинута нить с двумя одинаковыми цилиндрами. Каждый из них имеет массу м.

По металлическому прутку А может перемещаться плат форма D. Она закрепляется винтом Е в любом месте прутка. На описанной установке, аналогичной машине Атвуда, можно произвести изучение основного закона динамики поступательного движения.

Рассмотрим систему двух равных цилиндров на нити, перекинутой через блок, в равновесии.

Система, выведенная из равновесия легким толчком руки вскоре после толчка, останавливается. Замедленное движение системы обусловливается силой трения на осн блока.

---

Сила трения может быть компенсирована грузиком массы µ. Такой грузик приложен к прибору.Рассматриваемую систему можно привести в равноускоренное движение следующим образом. На оба цилиндра наложим равные грузики (вес каждого из них Р₂, масса m₂). На правый цилиндр поместим еще два грузика: один из них компенсирует трение, второй (вес его Р₁, масса m₁) приводит систему в равноускоренное движение. Массу, равную (2m + 2m₂ + m₁ + µ)Равнодействующая сил, приложенных к системе, состоящей из цилиндров и грузов, равна Р₁ и сообщает системе ускорение а₁.Уравнение (2) применительно к ускоренному движению рассматриваемой системы тел принимает вид: P₁=[2(m+m₂) +m₁+µ)]*a₁. (4)Если грузик Р₂ переложить левого цилиндра на правый, то общая масса системы останется неизменной. Величина же равнодействующей силы увеличится и будет равна (2P₂ + Р₁).В этом случае система получит ускорение а₂. Основной закон динамики запишется: 2P₂ +P₁ = [2 (m + m₂) + m₁ + µ] a₂. (5)Деля (4) на (5) почленно, имеем (6)Соотношение (6) представляет собою следствие основного закона динамики применительно к системе тел, движущихся равноускорено под действием силы тяжести. Ускорения а₁ и а₂ в равноускоренном движении можно рассчитывать из выражений (7)где S- пройденный путь, а 4 и 12 время, необходимое на прохождение этого пути под действием грузиков Р₁ и 2P₂+P₁.Искомое отношение ускорений с учетом выражений (7) равно (8)III. Порядок выполнения работы1. Получают у лаборанта необходимые приборы.2. Знакомятся с установкой, с методом перемещения платформы.3. Платформу D (рис. 4) закрепляют в некотором положения.4. Цилиндры нагружают грузиками Р₂. На правый цилиндр, кроме того, помещают грузики Р

---

₁ и µ. 5. Определяют секундомером время t₂ прохождения пути под действием грузика Р₁. Для этого располагают нижний торец правого цилиндра в нужном положении и освобождая его, пускают в ход секундомер. В момент удара цилиндра о платформу секундомер останавливают. Записывают в таблицу результаты пяти измерений времени.6. Перемещают грузик Р₂ с левого цилиндра на правый. Определяют пятикратно время t₂ прохождения того же пути под действием грузиков Р₁+2Р₂. Записывают результаты измерений t₂ в таблицу.IV. Обработка результатов измерений

1. 
   По средним значениям времени рассчитывают по формуле (8) отношение ускорений п, а также абсолютную по грешность измерения:
   

(9)где ∆t₁₂ – случайные погрешности измерения времени. Они вычисляются методом Стьюдента и сравниваются с инструментальной погрешностью.

2. 
   Рассчитывают отношение n, результирующих сил, действующих на систему
   

(10)а также абсолютную погрешность : (11)

3. 
   Сопоставляя n и n₁, убеждаются, что равенство n=n₁ не соблюдается; это обусловлено наличием погрешностей как при взвешивании грузов, так и при определении времени. Чтобы произвести оценку результата опыта, надо убедиться в том, что разность n н n₁ по абсолютной величине не выходит за пределы погрешностей, допущенных при их определениях. Так как ∆(n-n₁) < n+ n₁, то результат опыта будет удовлетворительным, если
   

(12)Практическая работа. Ход работы:

S=92.8 см
=2.5 г							+2 =5.5 г
№
	сек		сек			сек		сек
1	2.91		0.278	0.0773		2,17		0.022		0.0005
2	3.18		0.008	0.0001		2.15		0.042		0.0018
3	3.12		0.068	0.0046		2.27		0.078		0.0061
4	3.39		0.202	0.0408		2.25		0.038		0.0034
5	3.22		0.032	0.0010		2.24		0.048		0.0023
6	3.16		0.028	0.0008		2.11		0.082		0.0067
7	3.30		0.112	0.0125		2.14		0.052		0.0027
8	3.21		0.022	0.0005		2.26		0.068		0.0046
9	3.18		0.008	0.0001		2.21		0.018		0.0003
10	3.21		0.022	0.0005		2.12		0.072		0.0052
=3.634		∑			=2.363				∑

---

Рассчитаем по средним значениям времени отношение ускорений n: ; Также найдем абсолютную погрешность измерения:Расcчитаем ∆t по формуле Стьюдента:Рассчитаем отношение результирующих сил, действующих на систему:И также найдем абсолютную погрешность ∆ := =0.05 = 0.45[0.02 + 0.0272727273] = 0.12Так как ∆(n- ) = ∆n+ , результат опыта будет удовлетворительным, если0.02 < 0.067Выполняется.Вывод: в данной лабораторной работе был экспериментально доказан основной закон динамики поступательного движенияЗадача из задачника Чертова и ВоробьёваЗадача 2.1Условие задачи:На гладком столе лежит брусок массой m=4 кг. К бруску привязан шнур, ко второму концу которого приложена сила F=10 Н, направленная параллельно поверхности стола. Найти ускорениеa бруска. Дано: Решение: m=4 кг F= 10 Н a - ? Ответ:

---

Смотрите также файлы

• Реферат Малая социальная группа сущность и классификация.rtf

• Коломникова Надежда Юрьевна.docx

• олданушыа тсінікті тілде берілген апарат не деп аталады.docx

• Просто проект е о Попов Александр Анатольевич.pptx

• 1. описание токарновинторезного станка 5 1Устройство и классификация станков 5.docx