О выполнении лабораторной работы №2

«Кинематика поступательного движения»

----------- октября 2005 года. СТИС, кафедра ЕНД

Задание 1. Измерение средней скорости движения тела на машине Атвуда.

Оборудование: машина Атвуда , секундомер, монета, медная проволока, ножницы.

С помощью медной проволоки, закрепляемой на грузах, добейтесь полного равновесия установки. Поднимите один из грузов на максимальную высоту и измерьте расстояние h от него до пола. Положите 5-копеечную монету на один из грузов и, включив секундомер, определите время t его падения. Опыт повторите 5 раз. Вычислите среднюю скорость его движения. Проделайте то же самое с 10-ти и 50-ти-копеечными монетами. Заполните таблицу результатов измерений

     

Опыт 1-й. 5-ти-копеечная монета

Высота, см                   h=               

Время падения, с         t₁=      ; t₂=     ; t₃=    ; t_ср =     ; Δt_ср =   ; δt= 

Средняя скорость, ……….. ± …. см/с, доверительный интервал ……..см/с,  

                                                относительная ошибка……%  

           

    

Опыт 2-й. 10-ти-копеечная монета

Высота, см                   h=               

Время падения, с         t₁=      ; t₂=     ; t₃=    ; t_ср =     ; Δt_ср =   ; δt= 

Средняя скорость, ……….. ± …. см/с, доверительный интервал ……..см/с, 

                                                относительная ошибка……%  

 

   

Опыт 3-й. 50-ти-копеечная монета

     Высота, см                   h=               

Время падения, с         t₁=      ; t₂=     ; t₃=    ; t_ср =     ; Δt_ср =   ; δt= 

Средняя скорость, ……….. ± …. см/с, доверительный интервал ……..см/с, 

                                                относительная ошибка……%  

 

 

Задание 2. Проверка закона путей в равноускоренном движении.

 Оборудование: машина Атвуда , секундомер, набор грузов, метровая линейка.

Разделите высоту падения груза на три части и измерьте время движения на первой трети, двух третях и на полном пути. Для каждой пары участков движения найдите отношение путей к квадратам времени.

 

 Опыт 1-й. Пятикопеечная монета.

Высота, h₁ см      Время, t₁ с.    Отношения: h_1/t₁² =  

Высота, h₂ см      Время, t₂ с.    Отношения: h₂/t₂² =  

Высота, h₃ см      Время, t₃ с.    Отношения: h_3/t₃² =  

  

Опыт 2-й. Десятикопеечная монета.

Высота, h₁ см      Время, t₁ с.    Отношения: h_1/t₁² =  

Высота, h₂ см      Время, t₂ с.    Отношения: h₂/t₂² =  

Высота, h₃ см      Время, t₃ с.    Отношения: h_3/t₃² =  

 

Опыт 3-й. Пятидесятикопеечная монета.

Высота, h₁ см      Время, t₁ с.    Отношения: h_1/t₁² =  

Высота, h₂ см      Время, t₂ с.    Отношения: h₂/t₂² =  

Высота, h₃ см      Время, t₃ с.    Отношения: h_3/t₃² =  

 

Оцените погрешности ваших измерений и сделайте вывод из этих опытов.

Задание 3. Определение ускорения в равноускоренном движении.

В равноускоренном движении без начальной скорости пройденный путь определяется по формуле h = at ² /2. Используя результаты опытов второго задания, вычислите значения ускорений по формуле a =2 h / t ²

     

Пятикопеечная монета:

а₁=2h₁/t₁² =      ; а₂=2h₂/t₂² =      ; а₃=2h₃/t₃² =      ; а_ср=         ; Δа_ср =   ; δа=      

  Десятикопеечная монета:

а₁=2h₁/t₁² =      ; а₂=2h₂/t₂² =      ; а₃=2h₃/t₃² =      ; а_ср=    ; Δа_ср =   ; δа=      

Пятидесятикопеечная монета:

а₁=2h₁/t₁² =      ; а₂=2h₂/t₂² =      ; а₃=2h₃/t₃² =      ; а_ср=    ; Δа_ср =   ; δа=      

 

Что можно сказать по этим результатам?

 

Задание 4. Измерение мгновенной скорости тела в неравномерном сложном движении.

Оборудование. «Наклонная плоскость», шарик, линейка.

Установите пластину на краю стола так, чтобы скользнувшая с нее игральная шашка, пройдя по столу 2-3 см, начала свободное падение. В сложной траектории ее движения можно выделить вертикальную и горизонтальную составляющие. В вертикальном движении она подчиняется закону свободного падения, т.е. имеет ускорение g =9,8 м/с²и время ее падения можно определить по формуле t =√(2 h / g ) ( h – высота стола). Измерив горизонтальную дальность полета, можно вычислить ее горизонтальную скорость. Эта скорость и является мгновенной для момента ее схода с наклонной плоскости.

(Выполнить измерения, составить таблицу, произвести обработку результатов и оформить самостоятельно)

 

ОТЧЕТ

………………………………………………………………..

о выполнении лабораторной работы №3

«Кинематика вращательного движения»

……………октября 2005 года, СТИС, каф. ЕНД

 

Задание 1.  Измерение угловой скорости вращения ω= φ/ t

Оборудование: маятник Обербека, секундомер, метровая линейка, грузы.

 

Опустите нить с грузом так, чтобы он касался пола, и, медленно вращая маятник, поднимите груз на такую высоту, когда маятник сделает максимальное целое число оборотов N . Угол φ его поворота за это время составит 360∙ N градусов или 6,28∙ N радиан. Затем отпустите груз и измерьте время t его падения с этой высоты. Вычислите среднюю угловую скорость вращения маятника по формуле ω= φ/ t в радианах в секунду.

h =…….. см

N = …… об.

φ=……..град; φ=…….рад.

t₁ =…….. t₂ =……..  t₃  =……..   t = _ср ……..    Δt _ср =……..        δt =……%.

                ω_ср =……с^-1; Δ ω_ср =……с^-1; δ ω=……%.  ω=ω_ср ± Δ ω_с с^-1;

ω =………±……..с^-1; δ ω=……%.

Задание 2. Проверка закона углов поворота (В случае равноускоренного движения угол поворота увеличивается пропорционально квадрату времени).

  Оборудование прежнее

Вращая маятник, отметьте такие положения (высоту) груза, которым соответствуют целые числа его оборотов – N ₁ , N ₂ , N ₃ , N ₄ , N ₅ . Затем измерьте времена падения груза с каждой из этих высот. Полученные пары значений углов поворота и времени падения (они же времена вращения маятника) сопоставьте в виде отношений (φ _i / t_i ² )

Таблица 1.

Угол поворота, φ, рад.
Высота падения груза, h , см
Время вращения t 1 , с
Отношение    φ/ t 2
Среднее значение φ/ t 2
Абсолютные погрешности
Средняя абс. погрешность
Относительная погрешность

Вывод:

Задание 3.   Измерение углового ускорения ε = Δω/Δ t = 2φ/ t ²

Для определения углового ускорения воспользуемся данными, полученными во втором задании. Перенесите три первые строки в таблицу 2 и произведите вычисления.

 

Таблица 2.

Угол поворота, φ, рад.
Высота падения груза, h , см
Время вращения, t , с
Угловое ускорение, ε, рад/с2
Среднее значение ε, , рад/с2
Абсолютные погрешности Δε, рад/с2
Среднее значение Δε, рад/с2
Относительная погрешность, %