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力和加速度

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牛顿第二定律描述力和加速度之间的关系,这种关系是最基本的概念应用到许多物理和工程领域之一。

F 等于马是牛顿第二定律的数学表达式。这说明了更大的力量需要移动对象的较大的质量。它还表明,对于给定的力加速度成反比质量。也就是说,具有相同作用力小群众更多更大的群众加快

在这里我们将演示实验,验证牛顿第二定律对一架滑翔机几乎没有摩擦气垫导轨上施加力的不同震级

如何运行实验的细节之前,让我们研究的概念和法律贡献的数据分析和解释。

设置由气垫导轨,一架滑翔机,在已知的距离d从起始点、 滑轮和字符串从滑翔机跑过滑轮的光板定时器组成。

如果一个附加到字符串末尾的重量,并释放它,重量会导致它的滑翔机加快施加一个力。这支部队是由牛顿第二定律给出了。同时,在重量上的力将减去张力中的字符串连接到滑翔机的落锤的重力加速度。这张紧力是重量的质量乘滑翔机的加速度。

等同的力量在滑翔伞上与体重增加力量,人们可以推导公式,理论计算滑翔机的加速度。

计算滑翔机的加速度的实验方法是光板计时器的帮助。这给了我们时间滑翔机采取旅行从起始点的距离d 。使用此信息,可以计算出滑翔机的速度,然后,借助这一运动学公式,可以计算出实验的加速度。

现在,我们理解的原则,让我们看看如何实际进行这个实验在物理实验室

如前所述,本实验使用一架滑翔机,由线到重量经过一个滑轮连接。滑翔机幻灯片空气沿轨道,创造一个气垫,减少摩擦到可以忽略不计的水平。

随着体重下降,滑轮重定向的线要拉滑翔机,顶有一个 10 厘米长标志里的紧张气氛。从起始点的已知距离的光板记录数量的时间,要通过它的标志

滑翔机的最终速度的长度除以时间通过光板的旗帜。滑翔机的最终速度与距离,就可以计算加速度。

通过在 100 厘米马克的气垫导轨和滑翔机在 190 厘米标记放置光板计时器设置实验。滑翔机有一个大规模的 200 克。持有的滑翔机,所以不移动,将权重添加到字符串的结尾,所以总挂质量也是 10 克

一旦权重到位,释放滑翔机,记录其五运行的速度,计算出平均。使用大规模的滑翔机和悬挂重量计算的理论和实验的加速度,然后记录结果。

现在添加滑翔机,增加一倍到 400 克其质量的四个更多的重量。滑翔机在 190 厘米标记的地方重复实验。释放的滑翔机和记录其五运行的速度。再次,计算和记录的平均速度和实验和理论的加速度。

最后一集的测试,所以它有其原始质量是 200 克从滑翔机就会删除权重。直到它有一个新的大规模 20 克的重量,然后,添加到悬挂质量。另一个五分的重复实验。

最后,向悬挂质量添加更多的权重,直到它是 50 克和重复实验五更运行。

还记得,滑翔机的理论加速度等于加速度重力g乘以落锤的质量和重量和滑翔机的质量比在一起。此表显示的理论值,加速度增加而减小的滑翔机增加的质量。

相反,加速度随质量的下降的体重增加,由于更大的力量。注意,通过该方程预测的加速度可以有最大值为g,这 9.8 米每秒的平方。

接下来,让我们看看如何计算实验的加速度。例如,第一次测试使用 200 克滑翔机和 10 克的重量。后旅行 100 厘米的平均速度是每秒 0.93 米。使用之前讨论过的运动学方程,实验加速度出来要 0.43 米每秒平方。这同样的计算,适用于其他的测试,产生在此表上显示的结果。

实验和理论的加速度之间的差异可能有几个原因,包括在测量精度、 气垫导轨,和下面的滑翔机,口袋里的空气可能添加或减去的张力柱沿力很小,但不是完全可以忽略不计摩擦的限制。

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你刚看了朱庇特的引进,力和加速度。现在,您应该了解原则和实验室实验,验证牛顿第二运动定律背后的协议。一如既往,感谢您收看 !

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