Laboratoriya ishlarini bajarishda talabalarning vazifalari
Download 1.09 Mb.
|
RU LABORATORIYA.2015 1-SEM
- Bu sahifa navigatsiya:
- ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ Цель работы
- Основные теоретические сведения и соотношения
Таблица I.
Коэффициенты Стюдeнта
Как видно из таблиц, увеличение числа опытов позволяет при заданной доверительной вероятности существенно уменьшить случайную погрешность. Здесь следует учесть, что помимо коэффициента αn,p с ростом n уменьшается и значение Хкв. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ Цель работы: В результате выполнения лабораторной работы студент должен знать закономерность свободного падения и определения физических величин: масса, сила тяжести, ускорение свободного падения, вес и т.д.; понимать, от чего и как зависит ускорение свободного падения; Задание: Изучить схему и метод выполнения лабораторной работы. Провести измерение ускорения свободного падения согласно описанию. Сделать расчёт и оценку погрешностей результатов измерений и расчетов. Основные теоретические сведения и соотношения Все тела в природе притягиваются друг к другу в соответствии с законом всемирного тяготения: , где g=6,67×10-11 Н×м2×кг-2 - гравитационная постоянная; m1, m2 – массы взаимодействующих тел; r – расстояния между центрами этих тел. Сила, с которой Земля притягивает к себе тела, равна (1), где M, R- масса и радиус Земли; m- масса тела. Если тело находится на высоте h над поверхностью Земли, то (2) Механизм гравитационного взаимодействия: каждое тело массой М создает вокруг себя поле. Если в некоторую его точку поместить пробное тело массой m, то поле действует на пробную массу с силой Fд и зависит она от массы пробного тела. Для количественной характеристики гравитационного поля вводят напряженность поля . Она численно равно отношению силы тяготения, действующей на пробное тело, к массе этого тела: . Используя (1) и (2), имеем для Земли или (3) Мы видим, что напряженность гравитационного поля определяется массой тела, создающего поле, и расстоянием от этого тела до нужной нам точки. не зависит от массы пробного тела, помещенного в эту точку. Очевидно, что напряженность совпадает с ускорением пробного тела. Поскольку не зависит от этого тела, то все тела независимо от их массы движутся в данной точке гравитационного поля с одинаковым ускорением. Оно называется ускорением свободного падения. Свободным падением называется движение тел под действием одной лишь силы тяжести при отсуствиии других сил. Важную роль в ее изучении играет выбор системы отсчета. Сначала рассмотрим свободное падение тел, отвлекаясь от суточного вращения Земли, то есть примем Землю за приблизительно инерциальную систему отсчета. Ускорение ( напряженность гравитационного поля (3)) свободно падающих тел зависит от высоты h поднятия тела над поверхностью Земли: . При h< Вектор ускорения свободного падения , определяется только размерами и формой Земли, а также распределением вещества в ней. Если бы Земля была правильным шаром, а вещество внутри было распределено сферически-симметрично, то вектор был бы направлен точно к центру Земли (рис.1) и одинаковым по модулю на ее поверхности. Земля сплюснута вдоль оси вращения (экваториальный и полярный радиусы равны 6378 км и 6357 км) это и определяет различие на разных широтах. (Широта определяется углом j на рис. 1). Р еальная система координат Земли – неинерциальная из-за вращения Земли . Fц=mw2r1 r1=Rjcosj Тело, находящееся в точке А (рис. 1), участвует в суточном вращательном движении, описывая окружность радиуса r1. В этом случае на тело действует центробежная сила инерции . При движении тела относительно вращающейся системы координат со скоростью на него, кроме центробежной силы инерции, действует еще и кориолисова сила инерции . Действием этой силы объясняется и поворот плоскости качаний маятника Фуко, и отклонения падающих тел к востоку и т. д. В данной работе это ускорение мало и учитываться не будет. Уравнение относительного движения материальной точки m в системе отсчета, связанной с Землей, имеет вид: , где - кориолисова сила инерции ; - центробежная сила инерции; - сила тяготения материальной точки к Земле; - сумма всех остальных сил, действующих на материальную точку, кроме гравитационных. Силой тяжести тела называется сила , приложенная к телу и равная геометрической сумме силы тяготения к Земле и центробежный силы инерции , осуществленной суточным вращением Земли , (5). Сила тяжести вызывает свободное падение на Землю незакрепленного тела. Она равна силе, с которой неподвижное относительно Земли тело давит на горизонтальную опору. Она не зависит от скорости его относительного движения. Сила тяжести пропорциональна массе m тела и может быть представлена: , где - ускорение свободно падающего тела относительного вращающейся Земли, оно состоит , где . радиус Земли на широте j. На полюсах, где r1=0, g=gабс.=9,832 м/с2, на экваторе g=gабс.-w2r1=9,780 м/с2. Величина может быть найдена путем взвешивания с помощью рычажных весов или из опытов по свободному падению, направление определяется отвесом. Весом тела называется сила Q, с которой оно действует на опору или подвес, удерживающие его от свободного падения. При этом предполагается, что тела и опора неподвижны относительно системы отсчета, в которой определяется вес тела. Вес тела в системе отсчета, связанной с Землей, равен силе тяжести тела . Вес тела в системе отсчета, которая движется относительно Земли поступательно с ускорением равен . При = тело находится в состоянии невесомости. Download 1.09 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling