Изучение законов равноускоренного движения на машине атвуда лабораторная работа таблица

Изучение законов равноускоренного движения на машине атвуда лабораторная работа таблица

Название работы: ИЗУЧЕНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ НА МАШИНЕ АТВУДА

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Физика

Описание: ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1 ИЗУЧЕНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ НА МАШИНЕ АТВУДА. В первом случае используя формулу пути при равноускоренном движении h=1t2 2 получим 1=2h t2 1 где пройденный грузами путь h и время движения t измеряются непосредственно. При втором способе формулу для определения ускорения на этом участке движения h получим из рассмотрения изменения энергии системы Ek= Где v линейная.

Дата добавления: 2013-09-23

Размер файла: 101 KB

Работу скачали: 319 чел.

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Институт, группа ИУИТ, УИС-111 К работе допущен____________________

(Дата, подпись преподавателя)

Студент Дмитриева Е. В. Работа выполнена___________________

(ФИО студента) (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов И. В. Отчёт принят_______________________ (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

ИЗУЧЕНИЕ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ

2. Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

M 0 m – масса перегрузка;

Н – путь, пройденный грузом после снятия

перегрузка, до полной остановки;

Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

В первом случае, используя формулу пути при равноускоренном движении h = a 1 t 2 \2, получим

где пройденный грузами путь h и время движения t измеряются непосредственно.

При втором способе формулу для определения ускорения на этом участке движения h получим из рассмотрения изменения энергии системы

Где v –линейная скорость грузов в конце пути h ;

w – угловая скорость вращения блока в этот момент времени;

I – момент инерции блока ;

(2 M + m ) v 2 /2 – кинетическая энергия поступательного движения грузов;

Iw 2 /2 – кинетическая энергия вращательного движения блока.

где F 0 – коэффициент, имеющий размеренность силы.

F 0 экспериментально определить трудно, исключим его, рассмотрев движение системы после снятия перегрузка до остановки. На этом участке движения ( H ), E к =(2 Mv 2 /2+ Iw 2 /2);конечная – нулю. Следовательно, вся кинетическая энергия переходит во внутреннюю и равна работе сил трения:

Таким образом, при равнозамедленном движении на участке H для энергии можно записать соотношение

4. Таблицы и графики

Данные полученные в результате измерений на машине Атвуда для расчета а 1 и а 2.

5. Расчёт погрешностей измерений

(указать метод расчёта погрешностей).

Ошибка измерений а 1 рассчитана как ошибка косвенных измерений по формуле:

Погрешность измерений Δа 2 ускорения а 2 рассчитана как средняя абсолютная погрешность по формуле:

Источник

Лабораторная работа: Изучения прямолинейного движения на машине атвуда

Федеральное Агентство по образованию

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Лабораторная работа по курсу «Общая физика»

ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

Преподаватель Студент группы 220201

___________ /____________. / Стороженко Сергей Валерьевич

___________2011 г. 2011 г.

Целью работы является изучение закона прямолинейного ускоренного движения тел под действием сил земного тяготения с помощью машины Атвуда.

2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

Схема экспериментальной установки на основе машины Атвуда приведена на рис.2.1.

Миллисекундомер 8 представляет собой прибор с цифровой индикацией времени. Регулировочные опоры 9 используют для регулировки положения экспериментальной установки на лабораторном столе.

Принцип работы машины Атвуда заключается в том, что когда на концах нити висят грузы одинаковой массы, то система находится в положении безразличного равновесия. Если на правый груз положить перегрузок, то система грузов выйдет из состояния равновесия и начнет двигаться.

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Средние значения времени и квадрата времени 2 > прохождения грузом с перегрузом пути S:

Абсолютная суммарная погрешность измерения времени прохождения пути S:

(3.3)

Абсолютная случайная погрешность измерения времени прохождения пути S:

стандартная абсолютная погрешность измерения времени:

Абсолютная суммарная погрешность косвенного измерения квадрата времени прохождения пути S:

Абсолютная погрешность косвенного измерения корня квадратного из расстояния:

Угловой коэффициент экспериментальной прямой:

b = (3.8)

Величина ускорения, определяемого из линеаризованного графика:

Абсолютную случайную погрешность ускорения s_сл (a ) рассчитываем методом наименьших квадратов.

Рассчитываем параметры линеаризованного графика

(y = f(x) = Ax + B) и случайные абсолютные погрешности параметров.

Расчет производится по формулам: (3.10)

куда входят следующие величины:

где n – число экспериментальных точек.

Абсолютная случайная погрешность определения углового коэффициента: s_сл (β ):

где вспомогательная величина:

Абсолютная случайная погрешность ускорения:

4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ.

Измеренные значения и результаты их обработки приведены в таблице 4.1.

Результаты прямых и косвенных измерений Таблица 4.1

=3,16 см 1/2

= 4,47 см 1/2

= 5,48 см 1/2

= 5,92 см 1/2

=6,48 см 1/2

Источник

Лабораторная работа №5. Изучение законов кинематики и динамики поступательного движения с помощью машины Атвуда

Изучение законов кинематики и динамики поступательного движения с помощью машины Атвуда
Цель работы: изучение законов равноускоренного движения
Приборы и принадлежности: установка лабораторная «Машина Атвуда ФМ 11», набор грузов и разновесков
Ход работы
Задание 1. Определение ускорения из закона пути для равноускоренного движения и ускорения свободного падения.

Рисунок 1. Машина Атвуда
1. Перекинуть через блок 2 нить с двумя грузами 3 и 4 и убедиться, что система находится в положении безразличного равновесия.

2. Установить кронштейн с фотодатчиком 6 в нижней части шкалы вертикальной стойки, а фотодатчик расположить таким образом, чтобы правый груз при движение вниз проходил в центре рабочего окна фотодатчика (за нижнее положение груза берется риска шкалы, соответствующая риске на корпусе фотодатчика и являющаяся как бы продолжением оптической оси фотодатчика, которую пересекает движущийся груз). Установить правый груз в крайнем верхнем положении.

3. Положить на правый груз один из перегрузков 5. Нажать на кнопку «Пуск» блока. Происходит растормаживание электромагнита, правый груз начинает опускаться, и таймер блока начинает отсчет времени. При пересечении правым грузом оптической оси фотодатчика отсчет времени прекратится. Записать показания таймера, т.е. время движения грузов.

4. Определить по шкале пройденный грузом путь, как расстояние от нижней плоскости груза (в верхнем положении) до оптической оси фотодатчика.

5. Зная пройденный путь и время движения, определяем значение ускорения по формуле:

где S – путь, пройденный каждым грузом;

t – время движения грузов
6. Повторить измерения 3-4 раза, изменяя высоту подъема груза в верхнем положении. Найти среднее значение ускорение грузов.

7. Повторить измерения по пп. 2 – 6 с другим перегрузком.

8. Определить ускорение свободного падения по формуле:

Таблица 1

9. Определяем относительную погрешность ускорения по формуле:
=0,022
где

с;
мм
10. Вычислим ускорение свободного падения для широты Петербург, по формуле:

м /_с2
Задание 2. Проверка второго закона динамики.

Запишем общее аналитическое выражение закона в проекциях на ось OY:

где F_iy – сумма проекций всех сил на выбранную ось,

M_i – суммарная система грузов
Проверку 2-го закона динамики проводим в два этапа
1-й этап.

Убеждаемся в справедливости a_y  F_iy, при M_i  const

сa=2S₁/,

м /_с 2a₁/a₂,F₁/F₂,10,1210,320,480,460,420,453,161,091,1220,490,480,430,472,89

Убеждаемся в справедливости при F – const, т.е. должно выполняться равенство

при неизменной движущей силе F.

Измерения проводим для двух случаев.

1-й случай. Все перегрузки находятся на грузе А. Находим ускорение системы так же, как делали это на 1-м этапе.

2-й случай. Добавляем по одинаковому перегрузку m₁ на груз А и на груз В. В результате масса системы увеличится на 2m₁, а отношение будет иметь вид

где M=M_А=M_В,

m – первоначальная суммарная масса перегрузков на грузе А,

Источник

Лабораторная работа 103. Изучение законов равноускоренного движения. Исполнитель Студент, группы 13а72( ) Бабаев П. А. подпись

Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Наименование факультета – ЕНМФ

Лабораторная работа № 1-03.
«Изучение законов равноускоренного движения».

Студент, группы 13а72(_______) Бабаев П.А.

Руководитель, профессор (_______)

Должность, ученая степень, звание подпись

Изучение равноускоренного движения.
Цель работы: изучение динамики поступательного движения связанной системы тел с учетом силы трения; оценка силы трения как источника систематической погрешности при определении ускорения свободного падения на лабораторной установке.

Приборы и принадлежности: установка «Машина Атвуда», набор грузов, электронный секундомер.

Ускорение свободного падения g можно найти с помощью простого опыта: бросить тело с известной высоты h и измерить время падения t, я затем из формулы h=gt 2 /2 вычислить g.

Основная задача, которая стоит перед экспериментатором при определении ускорения свободного падения g описываемым методом, состоит в выборе оптимального соотношения между высотой падения и временем падения. Существует способ, который позволяет при небольшой высоте падения, чтобы можно было пренебречь сопротивлением воздуха, сделать время падения большим по сравнению с тем, которое при непосредственном падении тела с этой высоты получилось бы.

Такой способ реализован в приборе, который называется «Машина Атвуда». Суть работы состоит в следующем. Через блок перекинута нить, на которой закреплены грузы массой M каждый. На один из грузов кладется перегрузок массой m. Ускорение груза легко найти, если ввести 2 предположения:

1.Блок и нить невесомы, т.е. их массы равны 0;

2.Трением тела о воздух и трением между блоком и его осью можно пренебречь.

С учетом этого уравнения движения груза имеют вид:

где T – сила натяжения нитей, a – ускорение грузов.

Из уравнений (1) получаем

а=g (2)

(3)

Время, за которое груз (m+M) опускается на высоту h, равно

. (4)

Легко видеть, что чем меньше m и больше M, тем больше t. Если мы выполним это условие, то получим новую проблему. Тяжелые грузы приведут к увеличению силы трения в блоке, что потребует увеличение перегрузка, и т.д.

Получим соотношение, связывающее M, m и коэффициент трения в оси блока. Для этого введем понятие перегрузка m₀, который только-только приводит в движение систему грузов. В условиях равновесия момент сил натяжения нитей (T₂ – T₁)*R равен моменту сил трения M_тр, где T₁=M*g; T₂=(M+m₀)*g; R – радиус блока, а M_тр=*N*r, где N – реакция блока;

r – радиус оси блока. Из этих условий находят следующее соотношение:

. (5)

Анализируя (5), приходим к выводу, что m не может быть сколько угодно малой, чтобы удовлетворить требованию больших значений времени. Окончательно формулу (2) можно применять, если m. Интуитивно заключают, что трение пренебрежимо мало, если m>>m₀.
Методика определения ускорения движения грузов.

Измерения проводят с перегрузками, превышающими в 35 раз по массе m₀. Необходимо убедиться, что в этом случае выполняется зависимость h=. Для этого переписывают это уравнение в виде

t=. (6)

Из уравнения (7) определяют a. Убеждаются, что его значение действительно меньше g.

Экспериментальной проверки легко подвергнуть уравнение (4)

t= (8)

Если выбрать оси координат y=t и x=, вновь можно получить уравнение прямой у=, проходящей через начало координат и имеющей наклон ;

g=. (9)

Источник

Исследование прямолинейного движения тел в поле тяжести на машине Атвуда

Исследование равноускоренного характера движения тел в поле тяжести на машине Атвуда. Краткая теория вопроса. Определение ускорения свободного падения. Описание схемы эксперимента. Анализ результатов измерений и вычислений, оценка полученных погрешностей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа № 2.

«Исследование прямолинейного движения тел в поле тяжести на машине Атвуда»

· убедиться в равноускоренном характере движения;

· определить ускорение свободного падения.

2. Схема эксперимента. Краткая теория

Машина Атвуда предназначена для исследования закона движения тела в поле земного тяготения. Машина Атвуда позволяет замедлить движение до удобных скоростей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Согласно второму закону Ньютона:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Т.е. движение грузов происходит равноускоренно.

Для определения ускорения a измеряем время t (,…), за которое груз M+m перемещается на расстояние h (. ). Ускорение рассчитывается по формуле:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Результаты измерений представляем графически в виде зависимости:

Если экспериментальные точки ложатся на прямую, то движение равноускоренно.

Далее определяем ускорение свободного падения для перегрузов разной массы.

Результаты записываем в таблицу.

атвуд машина движение тело

3. Измерительные приборы:

· линейка, пределы измерения 0-0,7м; цена деления: 1мм;

Результаты измерений и вычислений:

Зависимость времени движения груза t от высоты h.

Источник