Определение центростремительного ускорения тела.

Цель:Определить центростремительное ускорение тела при помощи нитяного маятника и проверить справедливость 2 закона Ньютона при движении по окружности.

Оборудование: штатив с муфтой и кольцом, металлический шарик с прикрепленной к нему нитью длиной 55 см, , лист бумаги с начерченной окружностью радиусом 15 см, измерительная лента, часы с секундной стрелкой или метроном, весы с гирями, динамометр .

Правила техники безопасности.Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Размещайте приборы и материалы на своем рабочем столе так, чтобы избежать их падения. Будьте осторожны, раскачивая маятник, следите за тем, чтобы шарик не сорвался и никого не ударил.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. ___________________________

Подпись учащегося

Ход работы:

1. Повторите § 19.

Вопросы для самоконтроля:1) Какоедвижение по окружности называют равномерным? 2) Какие величины описывают равномерное движение по окружности? 3) Что называют периодом обращения тела по окружности? Как его определить? 4) Как определить скорость равномерного движения по окружности? 5) Почему равномерное движение по окружности является в то же время движением с ускорением? Нет ли в этом противоречия? 6) Почему ускорение тела, движущегося по окружности, называют центростремительным? 7) Как определить центростремительное ускорение тела?

2. Закрепите кольцо в лапке штатива, привяжите маятник к кольцу так, чтобы его длина была равна 50 см . У основания штатива положите лист с начерченной окружностью так, чтобы центр шарика был точно над центром окружности. Взявшись за нить у точки подвеса двумя пальцами, приведите маятник во вращение, двигая его по нарисованной окружности.

3. Измерьте время, за которое шарик совершит 40 полных оборотов.

4. Повторите опыт, измеряя время, за которое шарик сделает 35 и 45 полных оборотов.

5. Результаты измерений занесите в таблицу в столбец 3.

№ п/п	Число оборотов шарика N	Время вращения шарика t, c	Период обращения, Т, с	Среднее значение периода Тср, с	Радиус окружности R, м	Среднее значение скорости υср,, м/с	Центростремительное ускорение а, м/с2

6. Вычислите период обращения шарика в каждом опыте.

7. Найдите среднее значение периода обращения шарика

8. Рассчитайте среднее значение скорости равномерного движения по окружности и среднее значение центростремительного ускорения :

9. Результаты вычислений занесите в таблицу в столбцы 4 - 8.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Зависит ли центростремительное ускорение шарика от периода его обращения по окружности? _______________________________________________________________________________________

2. Как изменится скорость обращения шарика при увеличении периода обращения в 2 раза? Как при этом изменится центростремительное ускорение шарика? _____________________________________ _______________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Зависит ли центростремительное ускорение шарика от того, сколько полных оборотов в ходе опыта сделает шарик? Повысится ли точность измерений, если количество оборотов увеличить до 100? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Решите задачу: Скорость точек экватора Солнца при его вращении вокруг своей оси равна 2 км/с. Найти период вращения Солнца вокруг своей оси и центростремительное ускорение точек экватора. Радиус Солнца равен 6,96 * 10⁸ м. __________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

*Дополнительное задание

Рис.1

Проверьте справедливость 2 закона Ньютона для маятника.

Для этого:

1. Измерьте динамометром равнодействующую F сил,

действующих на груз (см. рис.1). F = _________ Н.

2. Измерьте массу шарика m = _______________ г =

= ___________________________ кг

3. Сравните величину произведения m * a _{с р. ц с}

с равнодействующей F сил, действующих на груз.

m * a _{с р. ц с} = ________________________________

________________________________________ Н.

Сделайте вывод, выполняется ли 2 закон Ньютона

применительно к маятнику, движущемуся по окружности.

Вывод: ________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка «______» Подпись учителя ____________________

ФИО учащегося _________________________ Класс _________

Лабораторная работа № 3 _____________________

дата