Лабораторная работа № ч машина атвуда алматы 2017 Лабораторная работа №ч машина Атвуда

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 
Казахский национальный исследовательский технический университет 
имени К.И. Сатпаева 
Институт инженерии высоких технологий 
Кафедра общей и теоретической физики 
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № Ч 2 
МАШИНА АТВУДА 
 
Алматы 2017 

2 
Лабораторная работа №Ч 2 
Машина Атвуда 
 
Цель:
получить экспериментальное значение ускорения свободного 
падения с помощью машины Атвуда, показать выполнение второго закона 
Ньютона. 
Оборудование
:
машина Атвуда, электронный секундомер, линейка.
 
1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ 
Основными 
кинематическими 
характеристиками 
поступательного 
движения материальной точки и тела являются 
скорость и ускорение
. Если за 
промежуток времени 
t

точка переместилась из положения 
A
в положение 
B
(рисунок 1), т.е. еѐ радиус-вектор получил приращение 


r
, то 
вектор средней 
скорости 




определится как
t
r







(1) 
Направление вектора 




совпадает с 
направлением вектора перемещения 


r
(вдоль 
хорды АВ, стягивающей соответствующий 
участок траектории точки). 
При неограниченном уменьшении 
t

средняя скорость стремится к предельному 
значению, которое называется 
мгновенной
Рисунок 1
. скоростью


(скоростью): 
dt
r
d
t
r
im
t









0


.
(2) 
Так как хорда, вдоль которой направлен вектор 


r
, в пределе совпадает с 
касательной, то вектор скорости 


направлен по касательной к траектории 
точки в сторону движения. При бесконечном уменьшении 
t

различие между 
длиной пути 
S

и величиной вектора перемещения 
r


уменьшается, и в 
пределе они совпадают. Поэтому модуль скорости определяется выражением 
dt
dS


. 
(3) 
Движение, при котором вектор скорости не изменяется (
const



) 
называется 
прямолинейным равномерным
. Закон пути при таком движении 
имеет вид 
t
S



. 
(4) 

3 
Рисунок 2. 
Если скорость тела 


при движении изменяется, то быстрота еѐ изменения 
характеризуется физической величиной, называемой 
ускорением
 
2
2
0
lim
dt
r
d
dt
d
t
a
t













. 
(5) 
Движение 
с 
постоянным 
ускорением 
)
(
const
a


называется 
равнопеременным.
Если 
0

a
, то движение 
равноускоренное
, если 
0

a
- 
равнозамедленное
. Для равнопеременного движения законы пути и скорости 
записываются в виде 
2
2
0
at
t
S



,
(6) 
at


0


,
(7) 
где 
0

- начальная скорость движения. 
Чтобы сообщить телу ускорение 

a
, необходимо приложить к нему силу 

F
. 
Согласно второму закону Ньютона 
m
F
a



(8) 
(где 
m
- масса тела) под действием постоянной силы 
)
(
const
F


тело движется 
равноускоренно. Более общая формулировка второго закона Ньютона:
⃗
⃗⃗
. 
 
2 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ 
 
Основной частью установки является 
юстируемая станина 4 с закреплѐнной на ней 
трубой 9. В вершине трубы установлена 
основа 
1 
с 
неподвижной 
осью, 
электромагнитный стопор 2 (с кнопкой 
включения ЭС) и ролик 3. Ролик 3 
относительно оси основы закреплѐн на двух 
подшипниках, позволяющих ему свободно 
вращаться вокруг оси. Через ролик 3 
переброшена нить 11 (условно нерастяжимая 
и невесомая) с подвешенными на еѐ концах 
грузами 10 одинаковой массы. Если на 
правый груз поместить перегрузок 7, на 
ролике 3 возникнет момент вращения. При 
включѐнном стопоре 2 система ролик - грузы 
будет неподвижна. Нажав кнопку «ПУСК» на 
секундомере 
8, 
отключается 

4 
электромагнитный стопор 2 и, одновременно, запускается отсчѐт секундомера 
8. Грузы 10 придут в движение и, когда груз с перегрузком 7 коснѐтся 
поверхности станины 4, сработает датчик 6, что приведѐт к остановке отсчѐта 
секундомера 8.