01 Równia, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, finish, fizyka1, fiza, Fizyka laborki dobre


Równia pochyła

1. Cel eksperymentu

Wyznaczenie rozkładu przyspieszenia wózka zjeżdżającego po równi pochyłej, dla różnych wartości kąta nachylenia bieżni względem poziomu.

2. Wiadomości teoretyczne

W celu obliczenia przyspieszenia masy Mw zsuwającej się po płaszczyźnie nachylonej do poziomu pod kątem α, to musimy uwzględniać trzy siły działające na ciało:

0x01 graphic

Rozkładając siłę Mwg na kierunki prostopadły i równoległy do równi możemy wyznaczyć siłę nacisku N ciała na równię oraz siłę ściągającą Fs. Składowa N jest niezbędna do określenia wielkości siły tarcia jeśli znany jest współczynnik tarcia μk. Trzy siły, dodane wektorowo, wskazują siłę wypadkową Fwyp która powoduje ruch ze stałym przyśpieszeniem a:

0x01 graphic
, 0x01 graphic
.

Jeżeli ciało porusza się po równi pochyłej bez tarcia (praktycznie rzecz biorąc można to zrealizować w przypadku toczenia się ciała - wózka) to przyspieszenie ciała zależy tylko od kąta nachylenia równi:

0x01 graphic
.

W przypadku niniejszego ćwiczenia, gdy siła tarcia T jest siłą naciągu linki można otrzymać:

0x01 graphic
,

gdzie: Mw, M, m - masy wózka, obciążnika, bloczka; α - kąt nachylenia bieżni równi pochyłej do poziomu i przyspieszenie ziemskie g = 9.81 m/s2

3. Opis aparatury pomiarowej

Do eksperymentów wykorzystano stanowisko COBRABID zawierające komputer z oprogramowaniem pomiarowym, interfejs pomiarowy, bloczek z otworami zespolony z foto-bramką, uchwyt mocujący bloczek, ocechowane obciążniki z wieszakami i nić.

0x01 graphic

4. Przebieg ćwiczenia

Po uruchomieniu programu „Fizyka”, Po wybraniu z menu opcji 4 i potwierdzeniu klawiszem Enter, wyświetlane są parametry istotne dla tego doświadczenia w następującej formie:

0x01 graphic

W pozycjach 5 i 6 wpisać masy ciężarka M i wózka Mw a w pozycji 8 kąt nachylenia równi α. Potwierdzenie, że dokonano już wszystkich zmian przez wciśnięcie klawisza `0', a następnie `Enter' co powoduje pojawienie się napisu „wciśnij dowolny klawisz”. Po naciśnięciu dowolnego klawisza należy zwolnić wózek, aby zaczął się staczać po równi. Przed puszczeniem wózka sprawdzić czy nie ma zbyt dużych wahań ciężarka hamującego, ponieważ mogłoby to znacznie obniżyć dokładność pomiarów. Pozycja startowa wózka powinna znajdować w okolicach połowy długości równi.

5. Pomiary przyspieszenia wózka w funkcji kąta nachylenia równi przy stałych wartościach Mw i M

Dla zadanych przez prowadzącego wartości mas wózka Mw i ciężarka M znaleźć minimalną wartość kąta nachylenia równi, przy której jeszcze występuje zjeżdżanie.

Masa wózka: Mw [g] =

Masa ciężarka: M [g] =

α [deg]

sinα

a [m/s2]

Δa [m/s2]

Następnie należy wykonać pomiary przyspieszenia wózka a i błędu pomiaru przyspieszenia Δa, dla różnych wartości kąta nachylenia bieżni względem poziomu. Wartość kąta nachylenia równi należy dobrać w zakresie między αmin a około 50°.

6. Pomiary przyspieszenia wózka przy różnych wartościach Mw i M i przy stałym kącie nachylenia równi

Dla zadanej przez prowadzącego wartości kąta nachylenia równi α i masy wózka Mw wyznaczyć wartość maksymalną masy obciążnika przy której występuje jeszcze zjeżdżanie wózka.

Mmax=.......................[g]

Następnie należy wykonać pomiary przyspieszenia a i błędu pomiaru przyspieszenia Δa wózka dla różnych wartości mas ciężarka i przy stałej wartości kąta α nachylenia równi. Masy ciężarka należy dobrać w zakresie od 10g do Mmax.

Kąt nachylenia równi: α [deg] =

Masa wózka: Mw [g] =

M [g]

a [m/s2]

a(Mw+M+0,5m)

[kg⋅m/s2]

Δa [m/s2]

7. Prezentacja wyników eksperymentu

8. Wnioski

Protokół pomiarowy

Laboratorium z fizyki

Rok akadem:

Temat:

Równia pochyła

Kierunek:

Grupa:

Imię i Nazwisko:

Ocena

Data Zaliczenia

Podpis

L

S

K

Masa wózka: Mw [g] =

Masa ciężarka: M [g] =

α [deg]

sinα

a [m/s2]

Δa [m/s2]

Rys. 1. Wykres zależności a w funkcji sinα

Kąt nachylenia równi: α [deg]=

Masa wózka: Mw [g]=

M [g]

a [ms2]

a(Mw+M+0,5m)

[kg⋅m/s2]

Δa [m/s2]

Rys. 2. Wykres zależności a(Mw+M+0,5m) w funkcji M

Laboratorium Fizyki; Ćwiczenie Nr 1. Równia pochyła

1

3

Katedra Podstaw Elektroniki, WEiI PK. Koszalin 2006



Wyszukiwarka