Файл: Лабораторная работа 1 Движение под действием постоянной силы Цель работы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 58
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа № 1 «Движение под действием постоянной силы»
Цель работы.
-
Исследовать движение тела под действием постоянной силы. -
Выбрать физические и компьютерные модели для анализа движения тела. -
Определить экспериментальным путем свойства сил трения покоя и движения. -
Определить массу тела.
Краткая теория.
ДИНАМИКА - часть механики, изучающая связь движения тела с причинами, которые его вызвали.
ДИНАМИЧЕСКИЕ характеристики это такие характеристики движения, быстрота изменения которых (производная по времени) пропорциональна определенной характеристике внешнего воздействия. Одной из динамических характеристик движения МТ является импульс
.МАССА m есть количественная характеристика инертности тела.
ИНЕРТНОСТЬ есть свойство тела противиться попыткам изменить его состояние движения.
ДИНАМИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ для импульса (иногда его называют «уравнением движения тела» или «вторым законом Ньютона»)
. Словесная формулировка: «быстрота изменения импульса определяется суммой всех сил, действующих на тело».ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА есть следствие динамического уравнения для импульса тела с постоянной массой и имеет вид
.СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ возникает при соприкосновении двух поверхностей тел и наличии движения одной поверхности относительно другой.
СВОЙСТВА силы трения скольжения:
· направлена против скорости,
· не зависит от величины скорости,
· пропорциональна величине силы N, прижимающей по нормали одно тело к поверхности другого
.СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ возникает при соприкосновении поверхностей двух тел и наличии составляющей силы, приложенной к одному из тел, направленной вдоль поверхностей и стремящейся вызвать движения (СВД) данного тела вдоль поверхности другого.
 | СВОЙСТВА силы трения покоя · направлена против составляющей силы СВД, · равна (до определенного порога) по величине составляющей силы СВД, · имеет максимальное значение, максимальное значение силы трения покоя пропорционально величине силы N, сжимающей поверхности по нормали  . |
ЗАДАНИЕ: Выведите формулу для нормированного ускорения кубика (a/g) в данной ЛР и для ускорения свободного падения на большой высоте h над поверхностью Земли.
УКАЗАНИЯ: Выпишите формулу для второго закона Ньютона. Подставьте в нее все реальные силы, действующие на кубик. Спроектируйте полученное векторное уравнение на вертикальную и горизонтальную оси. Решите систему уравнений и, разделив слева и справа на mg, найдите нормированное ускорение.
МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ
Внимательно рассмотрите рисунок, найдите все регуляторы и другие основные элементы.
Зарисуйте поле движения тела с регуляторами соответствующих параметров (укажите, что они регулируют).
Щелкните мышью кнопку «Старт» в верхнем ряду кнопок.
Внимательно рассмотрите картинку на экране монитора. Нажав мышью, снимите метку около надписи «Тело закреплено». Установите с помощью движков регуляторов
1. угол наклона плоскости, равный нулю,
2. значение внешней силы, равное нулю.
3. первое значение коэффициента трения, указанное в таблице 1 для вашей группы.
Нажимая мышью на кнопку регулятора внешней силы на экране монитора, следите за движением квадратика на оси силы графика силы трения (справа вверху) и за поведением кубика. Потренируйтесь, устанавливая новое значение внешней силы после завершения движения кубика и снимая фиксацию (убирая метку).
Приступайте к измерениям, начиная со значений внешней силы 1 Н и изменяя ее 1 Н. Выставив значение силы, снимайте фиксацию и наблюдайте поведение кубика. Величину силы трения и ускорения определяйте по таблице вверху экрана. Результаты измерений силы трения и ускорения записывайте в таблицу 2, образец которой приведен ниже. Повторите измерения для трех других коэффициентов трения, значения которых указаны в таблице 2.
Исходные данные.
Значения коэффициентов трения
Таблица 2.2
| Номер бригады |  , кг |  |  |  |
| 2 | 2,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 |
Выполнение работы.
Таблица 2. Результаты измерений для
=2,0 кг| Номер измерения | =0,1 | =0,2 | =0,3 | ||||||
 , Н |  , Н |  , м/с2 | F, Н | , Н | , м/с2 | , Н | , Н | , м/с2 | |
| 1 | 1 | -1 | 0 | 1 | -1,0 | 0 | 1 | -1 | 0 |
| 2 | 2 | -2 | 0 | 2 | -2,0 | 0 | 2 | -2 | 0 |
| 3 | 3 | -2 | 0,5 | 3 | -3,0 | 0 | 3 | -3 | 0 |
| 4 | 4 | -2 | 1 | 4 | -3,9 | 0 | 4 | -4 | 0 |
| 5 | 5 | -2 | 1,5 | 5 | -3,9 | 0,5 | 5 | -5 | 0 |
| 6 | 6 | -2 | 2 | 6 | -3,9 | 1 | 6 | -5,9 | 0,1 |
| 7 | 7 | -2 | 2,5 | 7 | -3,9 | 1,5 | 7 | -5,9 | 0,6 |
| 8 | 8 | -2 | 3 | 8 | -3,9 | 2 | 8 | -5,9 | 1,1 |
| 9 | 9 | -2 | 3,5 | 9 | -3,9 | 2,5 | 9 | -5,9 | 1,6 |
| 10 | 10 | -2 | 4 | 10 | -3,9 | 3 | 10 | -5,9 | 2,1 |
Построение графиков зависимости силы трения от внешней силы.
Fтр H
Г
Построение графиков зависимости ускорения тела от внешней силы.
а, м/
Рис.4 График зависимостиускорения тела от внешней силы для коэффициента трения
По графику определяем значение массы m1 по формуле
Вычисляем среднее значение m.
Вычисляем абсолютную ошибку среднего значения m.
=
=0,04597=0,05 кг.-
Вывод.
В ходе работы было исследовано движение тела под действием постоянной силы. Экспериментальным путем были определены свойства сил трения покоя и движения.
По полученным, в ходе работы, данным была определена масса тела
. Исходная масса тела, в соответствии с заданием, составила 2,0 кг. Из результатов работы следует, что масса тела, полученная в ходе расчетовпрактически равна заданной, отклонение в пределах абсолютной ошибки.