Принцип работы маятника

На вертикальной колонке, установленной на основании, прикреплены два кронштейна: нижний – неподвижный, а верхний – подвижный. Подвижный кронштейн можно перемещать вдоль колонны и фиксировать его в любом положении с целью определения высоты падения груза. На колонне нанесена миллиметровая шкала. На подвижном и неподвижном кронштейнах закреплен фотоэлектрический датчик, вырабатывающий электроимпульс начала и конца измерения времени. На передней панели основания имеется миллисекундомер. К его гнездам подключены фотоэлектрические датчики.

На задней панели прикреплен тормозной электромагнит, который после подключения к нему напряжения питания удерживает крестовину вместе с грузами в состоянии покоя. На передней панели основания также выведены переключатели СЕТЬ, ПУСК, СБРОС, предназначенные для управления.

ХОД РАБОТЫ

1. Измерить время падения груза массой с высоты . при различных положениях подвижных грузов .

2. Время падения груза измерить 3 раза для каждого положения .

3. Радиус – менять 3 раз.

4. Данные записать в таблицу.

5. Рассчитать ускорение по формуле (6).

6. Построить график зависимости .

7. Найти из графика согласно формуле (10).

8. Подсчитать полный момент инерции по формуле (8).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Основной закон динамики вращательного движения.

2. Что такое момент силы, момент инерции?

3. Сформулируйте теорему Гюйгенса-Штейнера?

4. Как графически определить ?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА МАШИНЕ АТВУДА

ЦЕЛЬ: определение напряженности поля тяготения (ускорение свобод­ного падения) с помощью машины Атвуда.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: машина Атвуда.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

В 1667г. Ньютон открыл закон всемирного тяготения: два тела массами и притягиваются друг к другу с силой , абсолютное значение которой выражается формулой

(1)

где – расстояние между телами;

– гравитационная постоянная, равная 6,67·10^{-11 .}

Притяжение тел (гравитационное взаимодействие) осуществляется благодаря нолю тяготения (гравитационному полю), которое создает вокруг себя любая масса. С этой точки зрения закон всемирного тяготения можно записать в виде

(2)

где – сила, действующая со стороны поля тяготения на массу .

Напряженность есть силовая характеристика поля тяготения. Вектор напряженности поля тяготения равен силе, действующей со стороны поля на материальную точку единичной массы, и совпадает по направлению с действующей силой.

Рис. 1. Машина Атвуда.

Из приведенных соотношений (1), (2) следует, что

(3)

Вычислим напряженность поля тяготения Земли вблизи ее по­верхности:

.