Лабораторная работа "Изучение движения тел по окружности под действием силы тяжести и упругости"

Лабораторная работа №1.

 Изучение движения тел по окружности под действием силы тяжести и упругости.

 Цель работы: определить центростремительное ускорение шарика при его равномерном движении по окружности.

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, лента измерительная, циркуль, динамометр лабораторный, весы с разновесами, шарик на нити, лист бумаги, линейка, пробка.

Подготовительные вопросы:

1. Какие две силы действуют на конический маятник?

2. Равнодействующая этих сил сообщает маятнику…?

3. Модуль данного ускорения можно определить по формуле…?

4. Период вращения – это … ?

ХОД РАБОТЫ.

1. Определите массу шарика.

2. Шарик, подвешенный на нити, закрепите в лапке штатива.

3. Вычертите на листе бумаги окружность радиусом 20 см.

4. Штатив с маятником расположите так, чтобы продолжение нити проходило через центр окружности.

5. Взяв нить пальцами у точки подвеса, приведите маятник во вращательное движение над листом бумаги так, чтобы шарик описывал такую же окружность, как и начерченная на бумаге.

6. Измерьте время 20 полных оборотов маятника.

7. Рассчитайте период обращения маятника по формуле: T = tср./N

8. Рассчитайте значение центростремительного ускорения:  а₁  = 4π² R/ T²

9. Определите высоту маятника. Для этого измерьте расстояние по вертикали от центра шарика до точки подвеса.

10. Рассчитайте значение ускорения по формуле: а₂ = g R/ h.

11. Оттяните горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измерьте модуль равнодействующей силы

12. Оттяните горизонтально расположенным динамометром шарик на расстояние, равное радиусу окружности, и измерьте модуль равнодействующей силы, которая равна силе упругости при растяжении пружины.

13. Используя второй закон Ньютона, рассчитайте значение центростремительного ускорения:  а₃ = F/m.

14. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

15. Сделайте вывод по данным результатов опытов, сравнив а_1, а_2, а_3.

Выполнение работы

№ опыта	Число оборотов N	Радиус вращения R, м	Высота маятника h, м	Масса тела m, кг	Время обращения t, с	Время обращения t ср., с	Период обращения Т, с	Равнодействующая сила F, Н	Ускорение а1, м/с2	Ускорение а2, м/с2	Ускорение а3, м/с2
1
2	20
3

Вычисления.

T = tср. /N =   

а₁  = 4π² R/ T²  =

а₂ = g R/ h =                               

а₃ = F/m =

Сравнение:   а₁       а₂      а₃

Вывод: 

Контрольные вопросы.

1. Почему при выполнении работы определяли время, за которое совершается небольшое число оборотов?
2. Определите линейную скорость тела по результатам опытов.