Лабораторная работа №2 машина атвуда методическое указание к лабораторному занятию Алматы 2018 машина атвуда

имени К.И.Сатпаева

Кафедра инженерной физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Методическое указание к лабораторному занятию

Алматы 2018

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 Δt точка переместилась из положения A в положение B (рис. 1), т.е. её радиус-вектор получил приращение , то вектор средней скорости определится как:

Направление вектора совпадает с направлением вектора перемещения (вдоль хорды АВ, стягивающей соответствующий участок траектории точки).

При неограниченном уменьшении средняя скорость стремится к предельному значению, которое называется мгновенной cкоростью (скоростью):

. (2)

Так как хорда, вдоль которой направлен вектор , в пределе совпадает с касательной, то вектор скорости направлен по касательной к траектории точки в сторону движения. При бесконечном уменьшении различие между длиной пути и величиной вектора перемещения уменьшается, и в пределе они совпадают. Поэтому модуль скорости определяется выражением:

Движение, при котором вектор скорости не изменяется ( ) называется прямолинейным равномерным. Закон пути при таком движении имеет вид:

Если скорость тела при движении изменяется, то быстрота её изменения характеризуется физической величиной, называемой ускорением:

Движение с постоянным ускорением называется равнопеременным. Если , то движение равноускоренное, если - равнозамедленное. Для равнопеременного движения законы пути и скорости записываются в виде:

где - начальная скорость движения.

Чтобы сообщить телу ускорение , необходимо приложить к нему силу . Согласно второму закону Ньютона:

. (8)

(где - масса тела) под действием постоянной силы тело движется равноускоренно. Более общая формулировка второго закона Ньютона: