Лабораторная работа №1 методические указания

  • 10 нояб. 2013 г.
  • 1381 Слова
Лабораторная работа №1

Изучение скольжения тележки по наклонной плоскости.

Цель работы.
1. Экспериментальная проверка равноускоренности движения тележки по наклонной плоскости.
2. Определения ускорения свободного падения.

Теоретические основы лабораторной работы.

Как известно, при равноускоренном движении тела вдоль оси Ox проекция его скорости
[pic]от времени tопределяется выражением

[pic] (1)

где [pic] - проекция скорости на ось Оx в начальный момент времени. Зависимость координаты x от времени t имеет вид

[pic]. (2)

Рассмотрим тележку, скользящую по наклонной плоскости (рис. 1.). Второй закон Ньютона, описывающий движение тележки:

[pic] , (3)
где [pic]– сила реакции опоры, а сила трения скольжения [pic].Проекции уравнения (3) на координатные оси:

[pic];

[pic];

где ( – угол между наклонной плоскостью и горизонтом. Из последнего уравнения следует

[pic]. (4)
Описание установки

Общий вид экспериментальной установки показан на рис.2.

[pic]
РИС.2.
1. рельс с сантиметровой шкалой на лицевой стороне;
2. тележка;
3. воздушный насос ;
4. источник питаниянасоса ВС 4-12;
5. опоры рельса;
6. опорная плоскость;
7. фиксирующий электромагнит;
8. оптические ворота;
9. цифровой измерительный прибор ПКЦ-3;
10. пульт дистанционного управления;
11. угольник.


По рельсу 1 скользит тележка 2. Для уменьшения трения между поверхностями рельса и тележки создается воздушная подушка с помощью воздушного насоса 3,подключенного к источнику питания 4. Высота рельса над опорной плоскостью 6 регулируется с помощью винтовых ножек опор 5. Электромагнит 7 фиксирует тележку в начале шкалы. Тележка снабжена флажком с черными вертикальными рисками. Цифровой измерительный прибор 9 фиксирует момент времени, скорость и ускорение тележки при прохождении флажка через оптические ворота 8. Запуск тележки и изменениережимов осуществляется пультом дистанционного управления 10. Угольник 11 используется для измерения вертикальной координаты точек рельса.


Порядок выполнения работы.

Упражнение 1. Измерение ускорения тележки при движении по рельсу с фиксированным углом наклона.


1. Выбрать на источнике питания воздушного насоса напряжение 12 В и включить насос (тумблер «сеть» на источнике). Установитьнаправляющий рельс горизонтально. Для этого поместить тележку на рельс около точки с координатой 0,6 м (приблизительно в середине рельса) и, вращая винт правой опоры, добиться неподвижности тележки. Выключить насос.
2. Установив угольник вертикально на опорной плоскости, измерить с его помощью вертикальные координаты [pic]и [pic] верхнего края шкалы, соответственно, в точках [pic] = 0,220 м и [pic] = 1,000 м .Измеренные величины [pic],[pic] занести в таблицу 1.

Таблица 1.
|[pic], м |[pic], м |[pic], мм |[pic], мм |
| | | | |


Приборные погрешности: [pic], [pic]0,5 мм.
3. Под обе ножки левой опоры подложить стандартную пластину толщиной d ( 1 см.
4. Включить тумблер цифрового прибора (на правойбоковой панели). Нажать последовательно кнопки на пульте управления: «режим работы: 0», «механика: сброс», «индикация: время t1,t2».
5. Установить первые оптические ворота на x1 = 0,150 м, вторые – на x2 = 0,400 м. Установить на источнике питания напряжение 4 В.
6. Нажать кнопку «механика: сброс». Включить воздушный насос. Тележку установить в крайнем левом положении и зафиксироватьэлектромагнитом. Нажать кнопку «механика: пуск». Тележка начнет двигаться, последовательно пройдет левые и правые оптические ворота и на дисплее прибора отразятся промежутки времени t1 и t2 от начала движения до прохождения ворот. Выключить воздушный насос. Величины x1, x2, t1 ,t2 занести в таблицу 2.

Таблица 2.

| |Измеренные величины...
tracking img