2.2. Описание установки и методика измерений
В настоящей работе для исследования прямолинейного равноускоренного движения используется установка J04271.
Ее общий вид на рис.1.
На вертикальной колонне I, закрепленной на основании2 закреплены 2 кронштейна: неподвижный нижний кронштейн – кронштейн 4 и один подвижный кронштейна 3, а также верхняя втулка 5.
Основание оснащено регулируемыми ножками,, которые позволяют произвести выравнивание положения прибора.
На верхней втулке, закреплен электромагнит 6
Электромагнит, после подведения к нему питающего напряжения удерживает систему с грузиком в состоянии покоя.
Верхний кронштейн можно перемещать вдоль колонки и фиксировать в любом положении, устанавливая таким образом длину первого отрезка пути равноускоренного движения и второго. Для облегчения определения этих путей на колонке имеется миллиметровая шкала, и кронштейны имеют указатель положений,
На верхнем кронштейне закреплен фотоэлектрический датчик. Нижний кронштейн тоже оснащен фотоэлектрическим датчиком с оптической осью на уровне указателя положения кронштейна, после пересечения которой нижней гранью падающего грузика образуется электрический сигнал, сигнализирующий прохождение грузиками определенного пути.
К установке подключен таймер. Если отключить магнит,то шарик массой m, получит ускорение свободного падения под действием силы тяжести mg и, передвигаясь с этим ускорением пройдет путь h1и h2 На груз будет действовать сила тяжести (если пренебречь силами трения).
Из уравнения (13) с учетом того, что начальная скорость движения v0=0, имеем:
(2.17)
где t1– время, за которое груз h1;
РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ
Нажать клавишу «Сеть».
Переместить петеключатель (Attract/Release) в положение «Attract» и поместить стальной шарик под магнит. Согласовать нижнюю грань груза(шарика) с нулевой позицией нанесенной на верхнем кронштейне.
На Переместить петеключатель (Attract/Release) в положение «Release».
Записать измеренное значение времени движения на пути h1 и на пути h2,
Измерение повторить несколько раз и определить значение времени <t> для каждого участка.
По формуле (2.17) найти значение ускорения силы тяжести.
Определить относительную погрешность измерения по формуле
(2.18)
где g- ускорение силы тяжести, найденное в работе;
gT - теоретическое значение силы тяжести.
Полученные результаты занести в таблицу 1.
|
№ |
h1 |
t1 |
<t1> |
g м/с2 |
h2 |
t2 |
<t1> |
g м/с2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
| ||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
КОНТОРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Кинематические характеристики поступательного движения: скорость и ускорение.
Динамические характеристики поступательного движения: масса и сила.
Основной закон динамики поступательного движения.
Методика определения ускорения силы тяжести в данной лабораторной работе.
ЛИТЕРАТУРА:
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М., 1989.
Савельев И.В. Курс физики. Т.1, М.,1989.
Физический практикум под редакцией В.И. Ивероновой. М., 1968.