Лабораторна робота № 1 Вивчення другого закону Ньютона
Мета: вивчити другий закон Ньютона та довести його правильність, використовуючи теоретичні дані та експеримент.
Хід роботи:
Ознайомитися з теоретичним матеріалом.
Завантажити сторінку
http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=51:2009-08-21-14-12-48&catid=35:12-&Itemid=95
Провести експеримент, почергово змінюючи вагу на правому тягарці.
Змінити висоту штативу стрілками вверх або вниз і провести експеримент.
Результати дослідження занести в таблицю і виконати необхідні розрахунки.
№ S_i, м M, кг m_i, кг t_i, c a_1i a_2i
1 0.06
2 0.06
3 0.06
4 0.06
5 0.06
Середнє значення
Порівняйте отримані середні значення, знайдені за формулами 1 і 2 та зробіть висновок.
Теоретичні відомості:
У класичній механіці вважається, що взаємодія передається миттєво. Насправді ж між двома взаємодіючими тілами завжди є поле (один з видів матерії): електромагнітне, гравітаційне тощо, а взаємодія передається не миттєво, а з скінченою швидкістю. Якщо два тілазнаходяться далеко одневід одного, і одне з них швидкоперемістилось в іншеположення, то складаєтьсявраження, що ІІІ закон Ньютона порушується, оскількисиливзаємодіїміж ними в один і той самий момент часу вже не є однаковими. Але поле такожмаєімпульс, вінрозподілений у всьомупросторі. Сумарнийімпульсвсіхоб’єктівзамкнутоїсистеми: p_1+p_2+⋯+p_n=const. Тому для таких випадків правильніше сформулювати ІІІ закон Ньютона так: сумарний імпульс тіл і полів, які беруть участь у взаємодії, зберігається.
Розглянеморухсистеми, яка складається з двохвантажів (див.рис.), маса кожного з яких M, і блока, . На один із них покладемотягарецьмасою m. На тягарцідіютьнапрямлені вниз силитяжінняMg та (M+m)gвідповідно, а такожоднаковісили натягу T, напрямлені вверх. Рівнодійна сил, діючих на лівийтягарець: Fлів=Mg–T 0 (напрямлена вниз). Результуюча сила, діюча на систему тягарців: Fрез=Fпр–Fлів=(M+m)g–T–(Mg–T)=mg, рухаєїх з прискореннямнавколо блока за годинниковоюстрілкою. Цеприскорення легко визначити, скориставшись 2-м законом Ньютона: З формуливипливає, щозбі приводить до збі.
a_1=m/(2M+m) g (1)
І. Перевірка закону шляху .Тягарцірухаютьсярівноприскорено, аж покиправийпройдепідставку з отвором і кільцезалишиться на ній. Далітягарцірухаютьсярівномірно з набутоюшвидкістю. Вимірюєтьсясередній час (з трьохвимірів), за ідстань S відверхньої точки до підставки з отвором, і за формулою обчислюєтьсяприскореннятягарців. Дослідповторюється для кількохрізнихвідстаней S, прискорення при цьомуповинні.
a_2=2S/t^2
