Етап 2. Перевірка залежності прискорення від маси за умови того, що на систему діє одна й та сама результуюча сила

20 Зніміть із тягарців А та Б тягарці масою m₃, m₄, m₅ та встановіть на них додаткові тягарці з масами m₁, m₂ (зовнішній вигляд цих тягарців зображений на рис. 2.2.1). Компенсуйте силу тертя в системі, встановивши декілька тонких металевих пластин на тягарець А (позиція 8, рис. 2.2.1). При цьому необхідно взяти до уваги, що коли сила тертя компенсована, то система тягарців, які з’єднані ниткою, після слабкого поштовху повинна рухатися вниз зі сталою швидкістю.

21 Покладіть на тіло А три додаткові тягарці з масами , та m₅ (зовнішній вигляд цих тягарців зображений на рис. 2.2.1).

22 Установіть на секундомірі нульові значення часу. Для цього натисніть на кнопку “Сброс”. Підніміть тягарець А на вибрану висоту h₃ (h₁ = h₂ = h₃). Коли коливання тягарців припиняться, за допомогою пускового пристрою 9 увімкніть секундомір та звільніть блок 1. Тіло А почне рухатися. Коли воно торкнеться столика 3, спрацює вимикач, який зупинить секундомір. Значення часу падіння й висоти h₃ запишіть у табл. 2.2.1.

23 Повторіть дії, описані в пункті 22, чотири рази.

24 Вимкніть секундомір.

25 Обчисліть еквівалентну масу системи:

.

Результат запишіть у табл. 2.2.2.

26 Використовуючи співвідношення (2.2.6), обчисліть результуючу силу , що діє на систему тягарців. Прискорення вільного падіння візьміть таким, що дорівнює м/с². Результат запишіть у табл. 2.2.2.

27 Визначте середнє значення часу , а також похибку його вимірювання , використовуючи відповідні формули для прямих вимірювань. Результати запишіть у табл. 2.2.1.

28 Розрахуйте середнє значення прискорення . Результат запишіть у табл. 2.2.2.

29 Визначте відношення прискорень

, (2.2.15)

а також похибку цього відношення

.

(2.2.16)

Результат запишіть у вигляді

. (2.2.17)

30 Визначте відношення еквівалентних мас за формулою

,
(2.2.18)

а також відповідну похибку

.
(2.2.19)

31 Результат запишіть у вигляді

. (2.2.20)

Порівняйте відношення з ( = ). Зробіть висновок: чи виконується другий закон Ньютона в експерименті?

Контрольні питання[3]⁾

1 Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку. Приклади, що ілюструють перший закон Ньютона.

2 Інертність. Маса. Сила. Другий закон Ньютона.

3 Третій закон Ньютона. Приклади, що ілюструють третій закон Ньютона.

4 Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння й вага тіла.

5 Сила тертя спокою, коефіцієнт тертя спокою. Сила тертя ковзання, коефіцієнт тертя ковзання.

6 Сила пружності. Закон Гука. Розтягання й стискання стрижнів, модуль Юнга.

7 Основні етапи виконання роботи для перевірки залежності прискорення від сили при сталій масі системи (етап 1).

8 Основні етапи виконання роботи для перевірки залежності прискорення від маси за умови того, що на систему діє одна й та сама результуюча сила (етап 2).

9 Яким чином у лабораторній роботі при сталій масі системи створювалися різні за величиною результуючі сили?

10 Знайти натяг нитки T₁, що діє на тягарець m₁ у машині Атвуда. Маси тягарців m₁ і m₂ (m₁ < m₂) вважати відомими. Масою блока і силою тертя в ньому знехтувати.

11 Знайти натяг нитки T₂, що діє на тягарець m₂ у машині Атвуда. Маси тягарців m₁ і m₂ (m₁ < m₂) вважати відомими. Масою блока і силою тертя в ньому знехтувати.

12 У машині Атвуда два тягарці з однаковими масами m з’єднані ниткою. На один із тягарців поклали додатковий тягарець масою m_Д, унаслідок чого система почала рухатися. Знайти вагу тягарця масою m_Д. Масою блока і силою тертя в ньому знехтувати.

13 Доведіть співвідношення (2.2.5).

14 Доведіть співвідношення (2.2.10).

15 Доведіть співвідношення (2.2.13).

16 Доведіть співвідношення (2.2.19).

2.3 Лабораторна робота
«Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху за допомогою маятника Обербека»

Мета роботи: експериментально перевірити основне рівняння динаміки обертального руху.

Обладнання: 1) маятник Обербека; 2) набір тягарців; 3) електронний секундомір; 4) лінійка.