Теория лабораторной работы

Равноускоренное движение происходит под действием постоянной силы. Основные законы, характеризующие равноускоренное движение: закон путей, выражающий зависимость между расстоянием, пройденным телом, и временем движения:

S = at²/2

и закон скоростей, связывающий скорость в данный момент со временем движения:

v = at (при нулевой начальной скорости).

Равноускоренно происходит падение тел с небольшой высоты в поле земного тяготения. Однако вследствие значительной величины ускорения силы тяжести (g = 9,81 м/с2) изучение законов равноускоренного движения свободно падающих тел затруднительно.

Специальное приспособление, называемое прибором Атвуда, позволяет наблюдать падение тел со значительно меньшим ускорением.

Устройство и принцип действия прибора Атвуда

Прибор Атвуда (рис.1) состоит из вертикальной колонки А, по всей длине которой нанесена сантиметровая шкала. На верхнем конце колонки укреплен легкий вращающийся около горизонтальной оси алюминиевый блок В (неизбежное трение на оси блока сведено до минимума). Через блок перекинута тонкая нить с двумя грузами одинаковой массы (М ₁ = М ₂ = M).

Если на один из грузов поместить новый груз (перегрузок) m, то вся система грузов придет в движение с некоторым ускорением а.

Вдоль колонки можно перемещать две площадки: F и E, из которых кольцевая Е служит для снятие перегрузка m, а сплошная F – для остановки движения системы. В случае необходимости кольцевая площадка Е может быть снята.

Элементарная теория прибора Атвуда выводится в предположении, что силами трения и инерцией частей прибора можно пренебречь. При этом условии движущей силой можно считать вес перегрузка m, а движущаяся масса будет складываться из массы основных грузов и массы перегрузка.

Согласно второму закону динамики можно написать:

f = mg = (2 M + m)× a,

где f = mg – движущая сила, Н; (2 M + m) – масса системы, кг.

Дата добавления: 2014-11-18