Лабораторная работа № 1(3)
Изучение законов равноускоренного движения тел
Выполнил студент _________________, группа____________ дата _________.
Допуск ______________
Выполнение __________
Зачет ________________
Цели работы:
1. Проверить с помощью прибора Атвуда законы равноускоренного движения.
2. Проверить второй закон Ньютона.
Приборы и материалы
№ п\п | Наименование прибора | Цена деления | Предел измерения (хmax) | Точность отсчета (Δхпр) |
Прибор Атвуда | - | - | - | |
Грузы | - | - | - | |
Секундомер | ||||
Линейка |
Теоретические сведения
Основные понятия и законы
Скорость
Скорость (часто обозначается , от англ. velocity или фр. vitesse) – векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направления движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта.
Вектор скорости материальной точки в каждый момент времени определяется производной по времени радиус-вектора этой точки:
(м/с),
где — модуль скорости,
— направленный вдоль скорости единичный вектор касательной к траектории в точке
.
Скорость направлена вдоль касательной к траектории и равна по модулю производной дуговой координаты по времени.
Если скорость тела (как векторная величина) не меняется во времени (v =const), то движение тела — равномерное (ускорение равно нулю) и тогда: скорость при равномерном движении численно равная отношению пройденного пути s к промежутку времени t, за который этот путь пройден: v = S/t.
В прямоугольной декартовой системе координат:
В то же время , поэтому
Таким образом, координаты вектора скорости – это скорости изменения соответствующей координаты материальной точки:
.
В классической механике скорость – величина относительная, т.е. преобразуется при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую согласно преобразованиям Галилея.
Ускорение
Ускорение (обычно обозначается , в теоретической механике
) — производная скорости по времени, векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки (тела) при её движении за единицу времени (т.е. ускорение учитывает не только изменение величины скорости, но и её направления).
Например, вблизи Земли падающее на Землю тело, в случае, когда можно пренебречь сопротивлением воздуха, увеличивает свою скорость примерно на 9,81 м/с каждую секунду, то есть, его ускорение равно 9,81 м/с².
Производная ускорения по времени, т.е. величина, характеризующая скорость изменения ускорения, называется рывок.
Вектор ускорения материальной точки в любой момент времени находится путём дифференцирования вектора скорости материальной точки по времени:
, ( м/с²).