Порядок выполнения работы. 3.1.Исследовать зависимость ускорения грузов a от массы перегрузка m

Задание

3.1. Исследовать зависимость ускорения грузов a от массы перегрузка m.

3.2. Если эксперименты подтвердят прямо пропорциональную зависимость a от m, то измерить массу груза m ₀.

4.1. Получите у лаборанта набор элементарных грузов.

4.2.

Рис. 4.1. Высота подъёма

m ₀

m ₀

h

Положите на один из грузов машины Атвуда перегрузок, состоящий из одного элементарного груза (желательно, самого лёгкого) и запишите его массу в таблицу 4.1. В столбце N (количество элементарных грузов) запишите число 1.

4.3. Поднимите груз с перегрузком вверх, измерьте по линейке высоту подъёма груза h относительно подставки (см. рисунок 4.1) и запишите результат в таблицу 4.1. В последующих опытах желательно (но не обязательно) устанавливать такую же высоту подъёма.

4.4. Плавно, без толчка отпустите груз, предоставив ему возможность падать на подставку машины Атвуда. Одновременно запустите секундомер.

4.5. В момент падения груза на подставку остановите секундомер и запишите время падения груза t в таблицу 4.1.

4.6. Повторите ещё 6 раз пункты 4.3 – 4.5. При этом каждый раз предварительно немного увеличивайте массу перегрузка одним из двух возможных способов: либо добавляя ещё один элементарный груз, либо меняя набор элементарных грузов, составляющих перегрузок, другим набором – более тяжёлым. Не забывайте каждый раз записывать в таблицу 4.1 массу перегрузка m и количество N входящих в него элементарных грузов.

4.7. Определите по формуле (2.15) значения ускорения грузов в каждом из опытов. Результаты запишите в таблицу 4.1.

4.8. Оцените погрешности измерения массы перегрузка и ускорения в каждом из опытов. Как это сделать, написано в пункте 5. Результаты запишите в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Зависимость ускорения грузов a от массы перегрузка m

Номер опыта	m	N	h	t	a
г	шт.	м	с	м/с^2	г	м/с^2

4.9. На основании данных таблицы 4.1 постройте график экспериментальной зависимости ускорения груза a от массы перегрузка m.

· Выделите для графика не менее половины страницы.

· Выберите подходящий масштаб, имея в виду, что по горизонтальной оси (оси абсцисс) надо откладывать значения m, а по вертикальной оси (оси ординат) – значения a.

· Нанесите на график экспериментальные точки в виде не закрашенных кружочков диаметром примерно 2 мм.

· Нанесите на график планки погрешностей. Для этого от каждой экспериментальной точки отложите влево и вправо отрезок длиной D(m), а затем отложите вверх и вниз отрезок длиной D(a).

· Проведите по линейке экспериментальную прямую – так, чтобы она пересекла начало координат и планки погрешностей всех экспериментальных точек и при этом прошла наиболее близко ко всем точкам. Образец показан на рисунке 4.1.

4.10. Выберите на экспериментальной прямой линии произвольную точку, определите её координаты , а затем, используя формулу (2.13), определите массу груза m ₀. На рисунке 4.1 произвольная точка обозначена буквой A, её координаты: (40 г; 2,05 м/с²), при этом

.

Графики можно строить, используя современные компьютерные программы. Например, график на рисунке 4.1 построен с помощью EXCEL. Программа сама провела по точкам экспериментальную линию (линию тренда) и выдала её уравнение: y = 0,0514 x. Сравнив это уравнение с формулой (2.11), можно заключить, что . Отсюда следует, что m ₀ = 95 г. Это число несколько отличается от m ₀ = 96 г и от числа 100 г, написанного на грузах. Однако эти отличия не достоверны, так как они меньше погрешности измерения массы
груза каждым из выше описанных способов.

4.11. Оцените погрешность измерения массы груза D(m ₀). О том, как это сделать, написано в пункте 5.

4.12. Запишите результат измерения массы груза в виде:

4.13. Сформулируйте выводы.

Дата добавления: 2015-06-28