Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Изучение второго закона Ньютона.

Теоретическое введение. Силой, действующей на тело, называют физическую векторную величину, которая является количественной мерой ускорения или деформации этого тела при взаимодействии с другими физическими объектами (телами или полями). В первом случае говорят о динамическом действии силы, а во втором — о статическом. Сила, действующая на материальную точку, является количественной мерой только ускорения этой точки.

Сила, как вектор, характеризуется модулем, направлением и точкой приложения. Поскольку в общем случае сила вызывает ускорение и деформацию, то оба эти действия можно использовать для ее измерения. Единица силы в СИ = 1 Н. Один ньютон — это сила, под действием которой тело массой 1 кг движется с ускорением, модуль которого =1 .

Согласно принципу независимости действия сил, если на тело одновременно действует несколько сил, то действие каждой из них можно рассматривать независимо от действия других. Поэтому одновременное действие на тело нескольких сил эквивалентно действию одной силы (равнодействующей), являющейся векторной суммой всех сил, приложенных к телу, т.е. . Равнодействующая сообщает телу такое же ускорение, как и несколько сил, которые действуют на него одновременно (эти силы называют составляющими).

Массой называют физическую скалярную величину, которая является: мерой инертности тела, мерой гравитационного взаимодействия тел и мерой полной энергии тела.

Единица массы в СИ =1 кг, является основной. 1 кг — это масса эталона, который представляет собой цилиндр высотой и диаметром 39 мм, изготовленный из сплава платины (90%) и иридия (10%).

Экспериментально масса тела может быть определена либо по результатам измерений ускорений эталона массой и исследуемого тела массой , которые им сообщают одинаковые силы, либо путем взвешивания.

Второй закон Ньютона устанавливает связь между ускорением тела и силами, действующими на него: если тело, которое движется поступательно, можно считать материальной точкой, то в инерциальной системе отсчета равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы этого тела и сообщаемого ему ускорения: .

Оборудование: прибор для изучения законов механики с принадлежностями, секундомер, оптоэлектрические датчики.

Цель опыта:

1. Установка для выполнения опыта схематически изображена на рисунке 1.

2. Для экспериментальной иллюстрации второго закона Ньютона основание комплекта расположите горизонтально.

3. Поместите между двумя стальными шариками, массы которых одинаковые сжатую пружину, предварительно связав ее нитью. Поместите систему в желоб посередине основания (см. рисунок 1). Рисунок 1

4. Подключите датчики к гнезду 1 на задних панелях цифровых секундомеров. Включите секундомеры и переключите оба прибора в режим (ONE)

5. Установите оптоэлектрические датчики каждого секундомера в начальное положение шариков.

6. Пережгите нить и измерьте промежутки времени , в течение которых каждый шарик двигаясь между оптическими датчиками, прошел путь равный диаметру шарика.

7. Заменив один из шариков, шариком другой массы, повторите измерения.

8. Рассчитайте модули ускорений каждого шарика, воспользовавшись формулой .

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

10. Установите оптоэлектрические датчики каждого секундомера так, чтобы можно было измерить промежутки времени , в течение которых каждый шарик, сразу после пережигания нити, двигался в створе своего датчика (прошел путь равный диаметру шарика).

11. Рассчитайте модули ускорений каждого шарика, воспользовавшись формулой .

12. Используя результаты измерений и вычислений, проверьте выполнимость равенства .

Запомните.

1. Ускоренное движение тела - результат не скомпенсированного воздействия на него других тел (полей).

2. Взаимодействие тел – это всегда их действие друг на друга. При взаимодействии тела сообщают друг другу ускорения и деформируются.

3. Равенство выполняется при взаимодействии любых двух тел. Отношение модулей ускорений взаимодействующих тел не зависит от характера взаимодействия. Поэтому равенство часто называют основным законом взаимодействия двух тел.

4. Зная массу одного из тел (массу эталона ), из соотношения можно определить массу неизвестного тела, измерив на опыте ускорение, приобретаемое этим телом при его взаимодействии с эталоном: .

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒