Вивчення законів динаміки на машині
Скачати 0.69 Mb.
|
|
Лабораторна робота 1 ВИВЧЕННЯ ЗАКОНІВ ДИНАМІКИ НА МАШИНІ АТВУДА 1.1 Мета роботи Визначити прискорення вільного падіння за допомогою законів поступального руху тіл. 1.2 Загальні положення Для дослідження закону руху тіл у полі земного тяжіння використовується машина Атвуда. Її механічна система складається з двох вантажів однакової маси М, які підвішені до кінців невагомої і нерозтяжної нитки, що перекинута через блок з малою масою. Отже, система знаходиться в рівноважному стані. На правий вантаж помістимо перевантаження масою m. Напишемо рівняння руху обох вантажів (моментом сил тертя знехтуємо), користуючись рис. 1.1  Рис. 1.1 (М + m) g – T = (M + m) a, (1.1) M g – T2 = – M a. (1.2) Оскільки нитка нерозтяжна, то прискорення вантажів рівні за абсолютною величиною і протилежні за напрямком. При невагомому блоці натяги нитки T1 і T2 рівні: T1 = T2. (1.3) З виразів (1.1), (1.2) і (1.3) одержимо a =  . (1.4)Правий вантаж, рухаючись з прискоренням а, проходить першу частину шляху довжиною (див. рис 1.2) S1 =  , (1.5)де V – швидкість системи “вантаж+перевантаження” в кінцевій точці рівноприскореного руху. У точці Р перевантаження знімається з правого вантажу, який пройде з постійною швидкістю V другу частину шляху довжини  Рис.1.2 S =V t. (1.6) Вирішуючи спільно рівняння (1.4), (1.5) і (1.6), одержимо вираз для прискорення вільного падіння: g =  . (1.7)^ Будова машини Атвуда зображена на рис. 1.3. На верхній втулці 1 за допомогою диска закріплений вузол підшипника блоку, блок 2 і електромагніт. Через блок перекинута нитка з прив'язаними до її кінців вантажами 3 масою М. На вертикальній штанзі з поділками закріплені три кронштейни 4, з яких нижній нерухомий, а середній і верхній – рухомі.  Рис. 1.3 Електромагніт після підведення до нього напруги живлення за допомогою фрикційної муфти утримує блок з вантажами у стані спокою. Рухомі кронштейни можна переміщати вздовж стовпчика і фіксувати в будь-якому положенні, встановлюючи в такий спосіб довжину шляху рівноприскореного і рівномірного рухів. На верхньому кронштейні є риска для встановлення нижньої грані більшого вантажу в початкову точку руху. Середній кронштейн з фотоелектричним датчиком знімає під час руху з великого вантажу М насаджене на нього перевантаження масою m, а в цей час фотоелектричний датчик утворює електричний імпульс, що сигналізує початок рівномірного руху великих вантажів. Нижній кронштейн оснащено двома гумовими амортизаторами і фотоелектричним датчиком з оптичною віссю на рівні положення кронштейна. Після перетинання нижньою гранню вантажу утвориться електричний сигнал, що сповіщає про проходження вантажами визначеного шляху. На підставці приладу знаходиться секундомір, до якого підключено відповідні фотоелектричні датчики. 1.4 Обладнання: Прилад Атвуда; комплект вантажів. ^ 1. Встановити потрібну довжину шляху S рівномірного руху. Для цього пересунути середній кронштейн на задану висоту над нижнім і встановити обидва кронштейни таким чином, щоб великий правий вантаж, падаючи, проходив через середину робочого віконця фотоелектричних датчиків. 2. Встановити потрібну довжину шляху S1 рівноприскореного руху. Для цього пересунути верхній кронштейн на задану висоту над середнім і установити його в одній площині з іншими кронштейнами. 3. Почепити на блок нитку з великими вантажами і перевірити, чи знаходиться система у стані рівноваги. 4. На правий великий вантаж покласти перевантаження. При цьому сполучити нижню грань правого вантажу з рискою на верхньому кронштейні. 5. Натиснути клавішу ПУСК і після зупинки системи прочитати значення часу руху великого вантажу на шляху S. 6. Виміри повторити не менше трьох разів для обраного значення шляху S для кожного перевантаження. 7. Повторити виміри п. 2 – 8 для інших значень S, S1 і m. 8. Знайти значення прискорення вільного падіння за формулою (1.7). 9. Дані вимірів занести до табл.1.1. Примітка. Прилад Атвуда є точним і вимагає дбайливого відношення. 1.6 Контрольні запитання1. Дайте визначення матеріальної точки і абсолютно твердого тіла. 2. Який рух матеріальної точки називається прямолінійним рівномірним, рівноприскореним. Таблиця 1.1
3. Дайте визначення миттєвої (середньої) швидкості і миттєвого (середнього) прискорення. 4. Як напрямлені тангенціальне і нормальне прискорення тіла відносно радіуса кривизни траєкторії? 5. Сформулюйте закони динаміки поступального і обертального рухів. 6. Що називається імпульсом? Сформулюйте закон збереження імпульсу. 7. Як залежить величина прискорення вільного падіння від висоти над поверхнею Землі й від географічної широти місцевості? Поясніть ці залежності. |
Схожі:
 | Вивчення законів кінематики І динаміки поступального руху за допомогою машини атвуда Потрібно підтвердити, що при однакових масах платформ І масі перевантаження (тобто при сталій рушійній силі) прискорення є сталим... | | Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Моделі економічної динаміки» для студентів напряму Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Моделі економічної динаміки» для студентів... |
| Затверджую декан факультету Карпіщенко О.І. (підпис) (прізвище,ініціали) 200 р. Робоча програма навчальної дисципліни ... | | Завдання для самостійної роботи Наведіть записи законів в символічній формі. Розкрийте сферу діяльності логічних законів |
| Кременчуцький державний політехнічний університет Методичні рекомендації щодо практичних занять І самостійної роботи з вивчення навчальної дисципліни “Моделювання економічної динаміки”... | | Програма вступного фахового випробування для здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня "Магістр" В цьому полягає важливе методологічне і світоглядне значення вивчення загальної фізики. На основі вивчення класичної і квантової... |
| Програма вступного фахового випробування для здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня "Спеціаліст" В цьому полягає важливе методологічне і світоглядне значення вивчення загальної фізики. На основі вивчення класичної і квантової... | | Патерни денної поверхні як відображення нелінійної динаміки у ландшафтоутворюючому просторі: модельне відтворення Розроблено принципи побудови моделей кліткових автоматів і описано приклади їхньої комп’ютерної реалізації для біотизованих геосистем.... |
| Модуль 1 Дайте визначення економічній теорії Вивчення економічних відносин та економічних законів, що управляють виробництвом, розподілом, обміном та споживанням | | Рішення на основі об’єктивних математичних законів. Програма Тема Лек. Лаб ... |