Видео (DivX 17 000 kB)
Дорожка с воздушной подушкой позволяет
наблюдать движение в отсутствие сил
сухого трения. На горизонтальной дорожке
наблюдается практически равномерное
движение тележки после начального толчка.
Вдоль дорожки размещен ряд оптических
датчиков (6 - 8 шт.), световой поток в которых
прерывается выступами на тележке (4 шт.).
Датчики соединены с интерфейсом,
измеряющим времена прохождения двух
одинаковых известных расстояний между
выступами ,
и время от начала опыта. Компьютер
обрабатывает данные, получаемые от
интерфейса, и выдает кинематические
характеристики движения - зависимости
координаты ,
скорости
и ускорения
тележки от времени, причем "мгновенные"
значения ,
и
определяются
независимо. На дисплей эти данные
выводятся в виде графиков, на которых
точками изображены "мгновенные"
значения ,
и
на каждом датчике, а
сплошными линиями - аппроксимирующие
кривые, полученные методом наименьших
квадратов.
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Демонстрируется сохранение
механической энергии при движении тележки
по наклонной воздушной дорожке. Масса
тележки известна, угол наклона
,
отсчитывается по микрометрическому винту
на опорной ножке дорожки, и потенциальная
энергия тележки рассчитывается по формуле:
,
где - координаты датчиков. Кинетическая
энергия тележки у каждого датчика
определяется, исходя из известной массы и
измеренных значений скорости тележки.
После начального толчка электромагнитной
"пушкой" тележка движется вверх,
останавливается и возвращается к началу
дорожки. На дисплее наблюдаются графики
,
и полной механической энергии тележки
,
которая должна сохраняться. Графики
зависимостей
и
от времени
имеют вид парабол ("рогами"
вниз и "рогами" вверх), а от координаты
- прямых линий; при этом видно, что
.
Все сплошные аппроксимирующие кривые
и прямые получены при обработке
экспериментальных данных по методу
наименьших квадратов.
Разделы
Физфак
МГУ
Дорожка с воздушной подушкой позволяет
наблюдать движение в отсутствие сил
сухого трения. На горизонтальной дорожке
наблюдается практически равномерное
движение тележки после начального толчка.
Вдоль дорожки размещен ряд оптических
датчиков (6 - 8 шт.), световой поток в которых
прерывается выступами на тележке (4 шт.).
Датчики соединены с интерфейсом,
измеряющим времена прохождения двух
одинаковых известных расстояний между
выступами 
,
и время от начала опыта. Компьютер
обрабатывает данные, получаемые от
интерфейса, и выдает кинематические
характеристики движения - зависимости
координаты 
,
скорости 
и ускорения 
тележки от времени, причем "мгновенные"
значения 
,
отсчитывается по микрометрическому винту
на опорной ножке дорожки, и потенциальная
энергия тележки рассчитывается по формуле:
,
определяется, исходя из известной массы и
измеренных значений скорости тележки.
После начального толчка электромагнитной
"пушкой" тележка движется вверх,
останавливается и возвращается к началу
дорожки. На дисплее наблюдаются графики
,
и полной механической энергии тележки
,
которая должна сохраняться. Графики
зависимостей
имеют вид парабол ("рогами"
вниз и "рогами" вверх), а от координаты
.
Все сплошные аппроксимирующие кривые
и прямые получены при обработке
экспериментальных данных по методу
наименьших квадратов.
