4. Порядок выполнения работы

В программе установите свой вариант (выдается лаборантом, преподавателем) выполнения работы.

Разверните программу на весь экран для увеличения точности позиционирования курсора.

Опыт №1. Определение зависимости перемещения от времени при неравномерном движении.

1. С помощью мыши установите датчики для измерения времени на линейке, вдоль которой движется тележка:

   1. Левый датчик устанавливается как можно ближе к началу линейки, но не на нулевое значение (0,2-0,3 см)—иначе тележка не пересечет оптический датчик при начале движения;

   2. Правый датчик устанавливается на расстоянии 10 см *N опыта от левого датчика (N опыта изменяется от 1 до 10);

2. Измерьте время прохождения тележкой пути между датчиками. Занесите показания длины пути и времени его прохождения в таблицу №1.

3. Повторите опыт 10 раз для различных S;

4. По данным таблицы постройте график зависимости перемещения тележки от времени при неравномерном движении. (График рисуется карандашом на распечатанном отчете);

Опыт №2. Расчет ускорения тела, используя кинематические уравнения движения. .

1. Занесите в таблицу 2 значения пяти последних проведенных экспериментов в первом опыте (S=0,5-0,9 м)

2. Рассчитайте ускорение, используя кинематическое уравнение ускорения движения

3. Рассчитайте среднее значение ускорения и внесите в таблицу 2;

4. Найдите абсолютную погрешность расчета ускорения (как разность между средним значением ускорения и значением ускорения в каждом опыте)

5. Найдите относительную погрешность расчета ускорения (∆α/α _ср*100)

6. Расчеты внесите в отчет (дома);

Опыт №3. Проверка справедливости соотношения .

1. Ограничьте максимальный участок пути тележки с помощью датчиков. (учитывая, что левый датчик должен стоять на расстоянии 0,2-0,3 см от начала линейки)

2. Снимите показания перемещения и времени, за которое оно произошло, с соответствующих приборов. Данные занесите в таблицу 3.

3. Опыт повторите еще 2 раза, меняя массу тележки с помощью пластин. Данные занесите в таблицу №3.

4. Рассчитайте экспериментальное ускорение α_э по формуле и занесите значение в таблицу 3.

5. Рассчитайте синус угла наклона линейки (угол указан в программе) и занесите в таблицу 3.

6. Рассчитайте теоретическое значение ускорения α_т по формуле и занесите в таблицу 3

Сделайте соответствующие выводы по результатам опытов и занесите их после всех измерений.

прим. Для отчета все действия в «порядке выполнения работы» должны быть указаны в безличной форме глаголов прошедшего времени. Отчет не должен содержать контрольных вопросов и примечаний.

1. Определение зависимости перемещения от времени при неравномерном движении.

Зависимость для S = f(t) приведен в табл.1, а соответствующий график на рис.2.

Таблица 1

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
, м	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
	0	1,26	1,86	2,32	2,74	3,06	3,4	3,68	3,92	4,18

Рис. 2. График зависимости перемещения от времени при неравномерном движении.

2. Расчет ускорения тела, используя кинематические уравнения движения.

Таблица 2

№ опыта			, м
1	0,001	0,501	0,5	3,06	0,10679653	0,0025716	0,98694
2	0,001	0,601	0,6	3,4	0,10380623	0,0004187
3	0,001	0,701	0,7	3,68	0,10337902	0,0008459
4	0,001	0,801	0,8	3,92	0,10412328	0,0001017
5	0,001	0,901	0,9	4,18	0,10301962	0,0012053
Среднее значение	-	-	-	3,648	0,10422494	0,0010286

3. Проверка справедливости соотношения .

Таблица 3

№ опыта		, м			sin α
1	0,12	0,5	3,08	0,10541407	0,0105	0,1029
2	0,24		3,06	0,10679653
3	0,36		3,08	0,10541407
Среднее	-	-		0,10587489	-	-

Контрольные вопросы

1) Кинематическая характеристика Скорость — векторная величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта. Ускорение — векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки (тела) при её движении за единицу времени. Траектория — непрерывная линия, которую описывает точка при своём движении. Радиус-вектор используется для задания положения точки в пространстве относительно некоторой заранее фиксированной точки, называемой началом координат. Угловая скорость — векторная величина, характеризующая скорость вращения тела. Угловое ускорение — величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости.

2) Динамическая характеристика Сила — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей.

Импульс (Количество движения) — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Инертная масса — характеризует инертность тел и фигурирует в одной из формулировок второго закона Ньютона. Если произвольная сила в инерциальной системе отсчёта одинаково ускоряет разные исходно неподвижные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу. 3) Сила — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей.

4) Ньютон – единица измерения силы в системе СИ.

5) В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

6) Инерциальной называется система отсчёта, по отношению к которой пространство является однородным и изотропным, а время — однородным. Неинерциальная система отсчёта — система отсчёта, к которой не применим закон инерции и поэтому для согласования сил и ускорений в которой приходится вводить фиктивные силы инерции. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной, является неинерциальной. Сопутствующая система отсчёта — система отсчёта, связанная в данный конкретный момент времени с самим рассматриваемым телом (или его частью), движущаяся вместе с ним. Часто, даже при рассмотрении неравномерного движения, рассматриваются инерциальные сопутствующие системы отсчёта. В этом случае в каждый конкретный момент времени у тела есть своя сопутствующая система отсчёта.

7) В инерциальных системах отсчёта действителен второй закон Ньютона.

8) В каком виде и как закон Ньютона проверяется в данной работе? Опыт показывает, что, если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, то каждая из них сообщает точке своё ускорение, как если бы других сил не было (принцип независимости действия сил). Т. е. ускорение, приобретаемое материальной точкой под действием нескольких сил, будет где - результирующая сила. Вывод: в ходе лабораторной работы мы подтвердили справедливость отношения , определили зависимость перемещения от времени при неравномерном движении, рассчитали ускорение тела, используя кинематические уравнения движения.

11