Экспериментальная часть

Для выполнения эксперимента, необходимо проделать следующие измерения:

1. Включить электронный блок нажатием клавиши "Сеть";

2. Обнулить табло миллисекундомера нажатием клавиши "Сброс";

3. Груз установить в исходное положение: его нижняя грань должна быть на уровне горизонтальной белой черты на верхнем кронштейне;

4. Измерить, при помощи шкалы на стойке прибора, заданные пути равномерно ускоренного движения (от белой линии верхнего кронштейна до фотодатчика среднего кронштейна) и равномерного движения груза (от фотодатчика среднего кронштейна до фотодатчика нижнего кронштейна);

5. Нажать клавишу "Пуск". При этом разрывается питание электромагнита. При снятии перегрузка на среднем кронштейне миллисекундомер начнёт отсчёт времени. При достижении грузом нижнего кронштейна импульс от датчика остановит работу миллисекундомера. Результат высветиться на табло и автоматически включиться фиксирующая муфта;

6. Записать значения времени (округлить до третьего знака после запятой), отключить кнопку «ПУСК» и нажать клавишу "Сброс";

7. Повторить опыт ещё 9 раз при тех же значениях путей и равномерно ускоренного и равномерного движения;

8. Повторить опыт 5 раз с другим перегрузком;

9. Рассчитать ускорение по формуле (9) и сравнить результат с теоретической зависимостью (6).

10. Результат округлить до третьего знака после запятой и представить в виде таблицы.

№

, кг

,кг

, м

t, с

, с

, м/с²

, %

м/с²

расч.

эксп.

1 . . 15

11. Рассчитать относительную погрешность по формуле:

, (10)

в которой мм; с.

4. Контрольные вопросы:

1. Сформулировать три закона Ньютона. Привести примеры.

2. Вывести формулы (5) и (9), ответив при этом на задание 1.

3. Получите формулу для вычисления относительной погрешности ускорения (10).

4. Объясните причины расхождения результатов расчёта по формулам (6) и (9).

5. Какие факторы вызывают систематические и случайные погрешности при измерении ускорения?

6. Улучшаются или ухудшаются условия опыта при увеличении массы перегрузка?

7. Как можно оценить систематическую погрешность определения времени, обусловленную силой трения?

8. Предложите способ определения ускорения свободного падения с помощью машины Атвуда.

9. Решить следующие задачи:

a. В системах, показанных на рисунках, трения нет, массы грузов известны. Массы блоков пренебрежимо малы. Найдите ускорения тел и силы натяжения нитей.

b. На гладком горизонтальном столе лежит доска массой M, на которой находится брусок массой m. Тела соединены легкой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок (см. рис.). Под действием постоянной силы F, приложенной к доске, система начинает двигаться. Определить ускорение доски, если коэффициент трения между доской и бруском равен μ. Между доской и столом трение отсутствует.