Файл: Отчет по лабораторной работе Движение тела под действием постоянной силы.pdf

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Естественнонаучные дисциплины»
Отчет по лабораторной работе
«Движение тела под действием постоянной силы»
Студент(ФИО)
Группа ТПл229 (з)
Преподаватель_________________________ (Ежов И.В.)
Подпись
Екатеринбург
2020

Цель работы:
Исследование движения тела под действием постоянной силы.
Выбор физической и компьютерной моделей для анализа движения тела.
Экспериментальное определение свойств сил трения покоя и движения.
Определение массы тела.
Теоретическая часть:
Динамика- часть механики, изучающая связь характеристик движения тела с характеристиками причин, которые его вызывали.
Масса есть количественная характеристика инертности тела.
Динамическое уравнение для импульса
????
????⃗
????????
=
????
⃗⃗⃗ сумм
Второй закон Ньютона есть следствие динамического уравнения для импульса тела с постоянной массой и имеет вид:
????????⃗
=∑
????⃗
????
????=1
????
Сила трения скольжения возникает при соприкосновении двух поверхностей тел и наличии движения одной поверхности относительно другой.
Свойства силы трения скольжения:
- направление против скорости
- не зависит от величины скорости
- пропорционально величине N, прижимающей по нормали одно тело к поверхности другого
⃒ ????
т
⃒=
kN
Сила трения покоя возникает при соприкосновении поверхностей двух неподвижных тел и наличии составляющей среды, приложенной к одному из тел, направленную вдоль поверхностей и стремящееся вызвать движение
(СВД) данного тела вдоль поверхности другого.

Свойства силы трения покоя
- направлена против составляющей силы СВД
- равна (до определенного порога ) величине составляющей силы СВД
- имеет максимально значение
Максимальное значение силы трения покоя пропорционально величине силы
N, сжимающей поверхности по нормали
⃒ ????⃗
тр.покоя
????????????
⃒=
kN
Порядок выполнения работ
????⃗⃗⃗
????⃗
свд
????⃗
тр.покоя
????⃗
тяж
Рисунок 1 - Схематическое изображение силы трения покоя.
При помощи программного обеспечения проводим эксперимент при заданных значениях: внешняя сила от 1 до 10 Н; угол наклона 0
°; три коэффициента трения
????₁=0, ????₂=0,1, ????₃=0,2.

Результаты измерений при
????=2,3 кг
Номер измерения
????₁=0
????₂=0,1
????₃=0,2
????
вн
, Н
????
тр
, Н
????
,
м/с²
????
вн
, Н
????
тр
, Н
????
,
м/с²
????
вн
, Н
????
тр
, Н
????
,
м/с²
1 1
-
-
1
-1 0
1
-1 0
2 2
-
-
2
-2 0
2
-2 0
3 3
-
-
3
-2,3 0,3 3
-3 0
4 4
-
-
4
-2,3 0,8 4
-4 0
5 5
-
-
5
-2,3 1,2 5
-4,5 0,2 6
6
-
-
6
-2,3 1,6 6
-4,5 0,6 7
7
-
-
7
-2,3 2,1 7
-4,5 1,1 8
8
-
-
8
-2,3 2,5 8
-4,5 1,5 9
9
-
-
9
-2,3 2,9 9
-4,5 2,0 10 10
-
-
10
-2,3 3,4 10
-4,5 2,4

Определяем значение
????
при всех экспериментальных значениях по формуле:
????
=
????????
вн
????????
????????
вн
=10-3=7 Н
????????=3,4-0,2=3,2 м/с²
????=7/3,2=2,19 кг
Вычисляем абсолютную погрешность от среднего значения
????
̅
Δ
????
=2,3-2,2=0,10
-1
-2
-2,3
-2,3
-2,3
-2,3
-2,3
-2,3
-2,3
-2,3 0
0 0,3 0,8 1,2 1,6 2,1 2,5 2,9 3,4
-3
-2
-1 0
1 2
3 4
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
Внешняя сила, Н
Зависимость силы трения и ускорения от внешней силы при коэффициенте трения μ=0,1
Сила трения Fтр,Н
Ускорение a, м/с²
-1
-2
-3
-4
-4,5
-4,5
-4,5
-4,5
-4,5
-4,5 0
0 0
0 0,2 0,6 1,1 1,5 2
2,4
-5
-4
-3
-2
-1 0
1 2
3 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10
Внешняя сила, H
Зависимость силы трения и ускорения от внешней силы при коэффициенте трения μ=0,2
Сила трения Fтр, H
Ускорение a, м/с2

Вывод:
При выполнении практической части мною не выполнены замеры при коэффициенте трения
???? = 0, сила трения равна 0 так как в практике это не возможно.
При выполнении работы выявлена зависимость силы трения и ускорения от действия внешней силы. Чем больше внешняя сила, тем больше ускорение движения бруска.
При воздействии внешней силы при разных коэффициентах трения сила трения покоя так же разная. При большем коэффициенте трения, больше сила трения покоя.
Экспериментально определенная масса тела с учетом погрешности равна фактической.