с физикой Лабораторку) Лабораторная работа
Сравнение работы силы с изменением
кинетической энергии тела
Цель работы: Проверить равенство работы силы над телом и
изменение кинетической энергии тела
Приборы и материалы:
1 динамометр; 2 линейка измерительная 30 см с миллиметровыми
весы учебные со штативом; 4 шар; 5 нить; 6 штатив
Теорема о кинетической энергии утверждает, что работа силы,
приложенной к телу, равна изменению кинетической энергии тела:
.(формулу пишем)
Для экспериментальной проверки этого утверждения можно
воспользоваться установкой, изображенной на рисунке 1
В лапке штатива закрепляют горизонтально динамометр. К его крючку
привязывают шар на нити длиной 60 – 80 см. На другом штативе на
такой же высоте, как и динамометр, закрепляют лапку. Установив шар
на краю лапки, штатив вместе с шаром отодвигают от первого штатива
на такое расстояние, чтобы на шар действовала сила упругости
F упр
стороны пружины динамометра. Затем шар отпускают. Под действием
силы упругости шар приобретает скорость
υ
, его кинетическая
mυ2
энергия изменяется от 0 до
2
. (Шар отодвигают горизонтально,
чтобы на шар действовала сила упругости
F упр
со стороны пружины
динамометра и отпускают)
ΔE =mυ
k
2
Для определения модуля скорости
υ
шара, приобретенной под
действием силы упругости
F упр
, можно измерить дальность полета s
шара при свободном падении с высоты H: модуль приобретенной
υ= s √ g
равен
√2 H
, а кинетическая энергия равна
.
F
=
Среднее значение силы упругости равно
упрср
Измерив деформацию пружины динамометра х, можно вычислить
A=F
х=1 F
х
работу силы упругости:
упрср
2
упр 1
.
Задача настоящей работы состоит в проверке равенства
.( формулу пишем)
Порядок выполнения работы
1.Укрепите на штативах динамометр и лапку для шара на одинаковой
высоте H= 20 см от поверхности стола. Зацепите за крючок
динамометра нить с привязанным шаром.
2 Удерживая шар на лапке, отодвигайте штатив до тех пор, пока
показание динамометра станет равным 1 Н. Отпустите шар с лапки и
заметьте место его падения на столе. опыт повторите 2-3 раза и
определите среднее значение дальности полета s шара.
3 Вычислите изменение кинетической энергии шара под действием
силы упругости (масса шара 10 г):
2
2
ΔE k=
mυ =ms g
2
4 H
4 Измерьте деформацию пружины динамометра х при силе упругости 1
Н. Вычислите работу А силы упругости:
A=F
1
упр
х= F
ср
2
упр 1 х
5 Сравните полученные значения работы А силы и изменения
кинетической энергии
ΔE k
шара.
6 Сделайте вывод и ответьте на контрольные вопросы.
Вам придется воспользоваться результатами полученными другими
студентами и по ним произвести расчеты
Для пункта 2 результаты
S1 =33 см
S2 = 31 см
S3 = 32 см
Для пункта 4
Х = 26 мм при F = 1 Н
НЕ ЗАБЫВАЕМ РАБОТАТЬ В СИСТЕМЕ СИ
Контрольные вопросы.
1 По какой формуле вычисляется механическая работа и в каких
единицах она измеряется.
2 Тело обладает механической энергией – следовательно ………
(продолжите фразу).
3 Какие виды механической энергии вы знаете ? Поясните, что
представляет каждая из них и запишите формулы, для их нахождения.
4 Найдите высоту, на которую поднимется тело, брошенное
вертикально вверх со скоростью 5 м/с.

Показать ответ

Ответ:

198206nh

19.01.2021 05:24

Интегрировать нужно
Напряжённость поля создаваемого нитью находим по теореме Гаусса.
Получается (тау -- линейная плотность заряда нити)
E=тау*l/(эпс0 2 пи r l)=тау/(2 пи эпс0 r)
Тогда сила действующая на маленький участок стержня (тау2 -- линейная плотность заряда стержня)
dF = E тау2 dr = тау тау2/(2 пи эпс0 r) dr
Чтобы найти суммарную силу надо проинтегрировать по r от 10 см (ближний край стержня) до 20 см (дальний край стержня)
F = тау тау2/(2 пи эпс0) ln (r2 / r1), где r2 = 20 см, r1 = 10 см
от знаков тау и тау2 зависит направление силы, а сама величина силы получается равна
F = 1,246 Н

0,0(0 оценок)

Ответ:

GretaD

28.03.2021 09:39

№1
Дано:
А = 27 МДж = 27·10⁶ Дж
V = 4 л = 0,004 м³ - объём израсходованного бензина
p = 710 кг/м³ - плотность бензина
q = 46·10⁶ Дж/кг - удельная теплота сгорания бензина

─────────────────────────────────────────────────

Найти:
$\eta= \ ?$

─────────────────────────────────────────────────

Решение:
Коэффициент полезного действия:
$\eta= \frac{A}{Q} \cdot 100 \ \%$
где $A \ -$ полезная работа (Дж);
$Q \ -$ количество теплоты получаемое от нагревателя (Дж);
Количество теплоты которое выделяется при сгорании бензина:
$Q=q\cdot m$
где $m \ -$ масса сгоревшего топлива - бензина (кг);
Массу распишем через плотность и объём:
$m=\rho\cdot V$
Распишем первую формулу - КПД:
$\eta= \frac{A}{q\cdot m\cdot V}\cdot 100 \ \% = \frac{27\cdot 10^6}{46\cdot 10^6\cdot 710\cdot 0,004} \cdot 100 \ \% \approx21 \ \%$

№2
Дано:
А = 19,5 МДж = 19,5·10⁶ Дж
V = 2 л = 0,002 м³ - объём израсходованного бензина
p = 710 кг/м³ - плотность бензина
q = 46·10⁶ Дж/кг - удельная теплота сгорания бензина

─────────────────────────────────────────────────

Найти:
$\eta= \ ?$

─────────────────────────────────────────────────

Решение:
Вывод формул аналогично как в первой задаче, тут просто подставим другие значения:
$\eta= \frac{A}{q\cdot m\cdot V}\cdot 100 \ \% = \frac{19,5\cdot 10^6}{46\cdot 10^6\cdot 710\cdot 0,002} \cdot 100 \ \% \approx30 \ \%$