ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Проверка закона сохранения механической энергии

Цель:проверить закон сохранения и превращения механической энергии и рассчитать абсолютную и относительную погрешности прямых измерений одной из измеряемых величин.

Работа 4.3.1.

Оборудование: два штатива, лоток, шар на нити, динамометр, листы белой и копировальной бумаги, линейка, весы, разновес, скотч.

Вывод расчетных формул

Если растянутая пружина, обладающая потенциальной энергией, связана с телом, то при переходе в недеформированное состояние ее потенциальная энергия при отсутствии сил сопротивления превращается в кинетическую энергию тела:

;

;

;

.

Так как – модуль силы упругости пружины, то

.

Квадрат модуля скорости движения тела можно определить по дальности его полета и высоте падения : .

Тогда

.

С учетом (5) и (6) формула (4) примет вид:

,

или

.

Порядок выполнения работы

1. Измерьте на весах массу шара. Измерения повторите три раза. Данные занесите в таблицу 1.

2. Укрепите на штативах лоток и динамометр на одинаковой высоте ( см) от поверхности стола. Нить длиной одним концом привяжите к крючку динамометра, а другим – к шару (рис. 1). Расстояние между штативами должно быть таким, чтобы шар находился на самом краю горизонтальной части лотка при недеформированной пружине динамометра и, по возможности, горизонтальном положении ненатянутой нити.

3. В предполагаемом месте падения шара закрепите скотчем лист белой бумаги и сверху – лист копировальной бумаги. Придерживая шар на краю лотка, отодвиньте штатив с динамометром, так чтобы его показания стали Н. Отпустите шар и отметьте место падения его на столе по метке на листе белой бумаги.

Рисунок 1

Опыт проведите не менее пяти раз. Измерьте дальность полета шара во всех пяти опытах.

4. Измерьте линейкой абсолютную деформацию пружины х при силе упругости Н и высоту . Измерения повторите пять раз. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

5. Определите средние значения , , и .

6. Подставьте , , и в формулу (7) и проверьте выполнение закона сохранения энергии.

7. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешности прямого измерения одной из величин ( , или х) и запишите результат в интервальной форме.

Ответьте на вопросы

1. Какую энергию называют механической?

2. При каких условиях выполняется закон сохранения механической энергии?

3. Чем можно объяснить только приближенное равенство потенциальной энергии пружины и кинетической энергии шара?

4. Какую пружину (с большей или меньшей жесткостью) лучше использовать в работе для более точного выполнения закона сохранения механической энергии? Почему?

Работа 4.3.2

Оборудование: прибор для демонстрации независимости действия сил; весы технические; линейка измерительная 30-35 см; отвес; штатив; белая и копировальная бумага.

Вывод расчетных формул

В работе экспериментально устанавливается, что полная механическая энергия замкнутой системы остаётся неизменной если между телами действуют только силы тяготения и упругости.

Установка для опыта показана на рисунке. При отклонении стержня А от вертикального положения шар на его конце поднимется на высоту , относительно начального уровня. При этом система взаимодействующих тел Земля – шар приобретает потенциальную энергию .

Если стержень освободить, то он возвратится в

Рисунок 2

вертикальное положение, где будет остановлен специальным упором.

На основании закона сохранения механической энергии можно ожидать, что кинетическая энергия шара в момент прохождения вертикального положения будет равна изменению его потенциальной энергии:

.

Вычислив кинетическую и изменение потенциальной энергии, шара и сравнив полученные peзультаты, можно экспериментально проверить закон сохранения механической энергии. Для вычисления изменения потенциальной энергии нужно определить массу m шара на весах и измерить с помощью линейки высоту h его подъема. Для определения кинетической энергии необходимо измерить: скорость шара в точке 0. Для этого прибор укрепляют в лапке штатива на высоте Н над поверхностью стола, отводят стержень с шаром в сторону до высоты Н + h и затем отпускают. При ударе об упор шар соскальзывает со стержня.

Скорость шара во время падения изменяется, однако горизонтальная составляющая её, остается неизменной и равной по модулю скорости шара в момент удара стержня об упор. Поэтому скорость шара в момент срыва со стержня можно определить из выражения:

,

где – дальность полета шара, t – время eгo падения. Время свободного падения с высоты Н равно:

,

поэтому

.

Зная массу шара, можно найти его кинетическую энергию в точке 0 и сравнить её с изменением потенциальной энергии .

Порядок выполнения работы

1. Укрепите прибор в штативе на высоте 20 – 30 см над столом, как показано на рисунке 2. Наденьте шар с отверстием на стержень и сделайте предварительный опыт. На месте падения шара положите лист белой бумаги и накройте его листом копировальной.

2. Измерьте высоту Н шара над столом в начальном положении. Отведите стержень с шаром в сторону, измерьте высоту подъёма h шара m по отношению к первоначальному уровню. Отпустите стержень и определите дальность полёта .

3. Взвесьте шар, вычислите изменение его потенциальной энергий и кинетическую энергию в точке 0.

4. Повторите опыт при других значениях высоты h, сделайте измерения и вычисления. Результаты занесите в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	, кг	, м	, ДЖ	, м	, м	, м/с	, Дж
среднее

5. Оцените абсолютные погрешности измерений потенциальной и кинетической энергии шара в ваших опытах.

6. Сравните значения изменения потенциальной энергии шара с его кинетической энергией и сделайте вывод о результатах вашего эксперимента.