Практикум №1: Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести
Цель работы:
Экспериментально определить центростремительную силу, действующую на шарик, двумя независимыми способами (кинематическим и динамическим) и сравнить результаты.
Расчетные формулы:
F₁ = m · 4π²R / T²
(Кинематический способ, где T = t/N)
F₂ = m · g · (R / h)
(Динамический способ из геометрии сил)
Ход работы:
Установите массу груза (m) и радиус окружности (R). Длина нити неизменна и равна 0.5 м.
Нажмите "Запуск". Секундомер измерит время (t) ровно N = 10 оборотов с учетом погрешности реакции человека.
Высота (h) рассчитывается и отображается автоматически.
Нажмите "Записать в таблицу".
Самостоятельно вычислите силы F₁ и F₂. Сравните их (они должны быть близки).
Нажмите "Проверить вычисления".
Настройки установки
Масса груза (m):100 г
Радиус окружности (R):0.20 м
Высота конуса (h):0.458 м
Вычисляется как h = √(L² - R²)
0 / 10
Секундомер (t)
0.00с
Журнал измерений (N = 10 об)
Опыт №
m, кг
R, м
h, м
t, с
F₁ (кин), Н
F₂ (дин), Н
Вывод по лабораторной работе
Пример правильного вывода:Значения центростремительной силы, рассчитанные двумя независимыми способами (кинематическим F₁ и динамическим F₂), практически совпадают. Это экспериментально подтверждает правильность законов динамики Ньютона для движения по окружности. Небольшие расхождения в значениях обусловлены погрешностями при измерении времени секундомером (задержка реакции человека), а также неучтенной силой сопротивления воздуха в реальных условиях.