Движение тела по окружности под действием сил тяжести и упругости.

1. Цель работы: Проверить справедливость второго закона Ньютона для движения тела по окружности под действием нескольких сил.

2. Литература:

2.1. Касьянов В.А. Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных учебных заведений. – М., 2003. Параграфы 12, 14 – 16, 18.

2.2. Конспект лекций по предмету «Физика».

3. Подготовка к работе:

3.1. Ответить на вопросы самопроверки для получения допуска к работе:

3.1.1. Какое движение называется периодическим? Дать определение и назвать единицу измерения периода.

3.1.2. Почему движение по окружности с постоянной скоростью является равноускоренным движением? Куда направлено нормальное ускорение? По какой формуле оно вычисляется?

3.1.3. При каком условии тело движется ускоренно? Дать определение и назвать единицу измерения силы. Сформулируйте принцип суперпозиции сил.

3.1.4. От какой физической величины зависит ускорение тела, движущегося под действием постоянной силы? Дать определение и назвать единицу измерения этой физической величины.

3.1.5. Сформулируйте второй закон Ньютона.

3.2. Подготовить бланк отчета в соответствии с пунктом 6.

4. Перечень необходимого оборудования:

4.1. ПЭВМ;

4.2. Электронное издание «Лабораторные работы по физике 10-11 класс»: Дрофа, 2005. Лабораторная работа № 2.

5. Порядок выполнения работы:

5.1. Включить ПЭВМ. Установить лабораторную работу №2. Рассмотреть установку для проведения эксперимента (Рис. 1). Высота подвеса h=0,5 м. Масса груза m=0,1 кг.

5.2. Приведите в движение конический маятник вдоль начерченной окружности с постоянной скоростью. Измерьте время t, в течение ко­торого маятник совершает N = 10 оборотов. Рассчитайте период обращения T маятника по формуле:

5.3. Вычислить центростремительное ускорение груза по формуле: .

Где R – радиус окружности, по которой движется груз, измеряется с помощью линейки,

– линейная скорость груза, которую вычисляют по формуле: .

5.4. Измерить равнодействующую силу F с помощью динамометра (Рис. 2). Вычислить отношение .

5.5. Убедиться в справедливости второго закона Ньютона, сравнив значение ускорения и отношение равнодействующей силы и массы груза. Сделать вывод.

6. Содержание отчёта:

6.1. Номер и наименование работы.

6.2. Цель работы.

6.3. Схема экспериментальной установки. Рисунок 1.

6.4. Запись результатов измерений вычислений в таблице:

R, м

m, кг

N

t, c

T, c

6.5. Вывод.

6.6. Ответы на контрольные вопросы:

6.6.1. При каком условии тело движется равномерно и прямолинейно? Сформулируйте первый закон Ньютона.

6.6.2. На рис. 1 видно, что равнодействующая сила F направлена к центру окружности О. На основании какого закона измерение силы F производится в противоположном направлении (Рис. 2)? Сформулируйте третий закон Ньютона.

6.6.3. Почему тела разной массы движутся под действием силы тяжести с одинаковым ускорением? По какой формуле вычисляется ускорение свободного падения?

Лабораторная работа № 3.