Четвер, 02.05.2024, 05:58
Вітаю Вас, Гість
2.5. ВИВЧЕННЯ ЗАКОНІВ ПОСТУПАЛЬНОГО РУХУ.

Розглянемо рух системи, яка складається з двох вантажів (див.рис.), маса кожного з яких M, і блока, який будемо вважати невагомим. На один із них покладемо тягарець масою m. На тягарці діють напрямлені вниз сили тяжіння Mg та (M+m)g відповідно, а також однакові сили натягу T, напрямлені вверх. Рівнодійна сил, діючих на лівий тягарець: Fлів=Mg–T<0 (напрямлена вверх), рівнодійна сил, діючих на правий тягарець: Fпр=(M+m)g–T>0 (напрямлена вниз). Результуюча сила, діюча на систему тягарців: Fрез=Fпр–Fлів=(M+m)g–T–(Mg–T)=mg, рухає їх з прискоренням навколо блока за годинниковою стрілкою. Це прискорення легко визначити, скориставшись 2-м законом Ньютона: . З формули випливає, що збільшення маси додаткового тягарця приводить до збільшення прискорення системи.

І. Перевірка закону шляху . Тягарці рухаються рівноприскорено, аж поки правий пройде підставку з отвором і кільце залишиться на ній. Далі тягарці рухаються рівномірно з набутою швидкістю. Вимірюється середній час (з трьох вимірів), за який правий тягарець пройде відстань S від верхньої точки до підставки з отвором, і за формулою обчислюється прискорення тягарців. Дослід повторюється для кількох різних відстаней S, прискорення при цьому повинні виходити приблизно однаковими.

II. Перевірка другого закону Ньютона F=ma. Якщо маса m додаткового вантажу складається із кількох тягарців, то, перекладаючи тягарці з правої сторони на ліву, ми цим самим забезпечимо рух системи незмінної маси M’=2M+m з різним прискоренням. Результуюча сила, діюча на систему тягарців: F1=mg, а згідно ІІ закону Ньютона F1=M’a1, прискорення системи: . Після перекладання одного тягарця справа наліво різниця мас зменшиться до m2, результуюча сила та прискорення також зменшаться: F2=m2g=M’a2, , відношення прискорень: . У лабораторній роботі потрібно, переклавши додатковий тягарець, ще й змінити відстань до підставки, а також виміряти час руху тягарців. Шлях в обох випадках: , , відношення прискорень: . Прирівнявши обидві рівності, отримаємо: . Вірність цього співвідношення необхідно перевірити.