СЛОЖЕНИЕ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ ПОД УГЛОМ К ДРУГ ДРУГУ.
Оборудование : набор по статике с магнитными держателями.
Для проведения этого опыта
на щите подвешивают пружину и оттягивают её двумя динамометрами
так, чтобы последние расположились под прямым углом и показывали 3 или 4
единицы (150 г и 200 г). Отмечают мелом положение колечка пружины
и проводят риски позади динамометров, чтобы отметить направление сил [а]. Затем один динамометр
убирают, а другим оттягивают пружину так, чтобы колечко вновь оказалось на оставленной ранее метке. Риской на
щите отмечают новое положение
динамометра и записывают его показание [б].
Убрав динамометр, проводят мелом из отмеченной точки прямые через 3 риски и на этих прямых в произвольном масштабе строят 3 вектора силы [в]. Соединив концы векторов, показывают, что полученный четырехугольник - параллелограмм, а вектор равнодействующей представлен в нём диагональю.
Вектор равнодействующей силы полезно начертить цветным мелом. Этим можно подчеркнуть, что равнодействующая не является третьей силой, действующей одновременно с двумя первыми, а заменяет эти силы. Иногда, без применения цветного мела, векторы составляющих сил зачёркивают.
Правило сложения двух сил, направленных под углом друг к другу, выведено и записано выше в опытах, исходя из определения равнодействующей как силы, эквивалентной по своему действию двум данным силам. Мерой действия служила деформация пружины.
Проведенный опыт может служить достаточным основанием для введения понятия уравновешивающей силы. В описанном опыте сила натяжения пружины является уравновешивающей силой по отношению к двум составляющим или к их равнодействующей.
ТРЕТИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА
Вариант А.
Оборудование: прибор для взаимодействия тел и удара шаров.
Установку собирают по рисунку. Контакты и лампочку соединяют последовательно и подключают к источнику питания.
Проверяют работу прибора. Лампочка должна вспыхивать при одновременном замыкании контактов (контакты вначале можно замкнуть, соединяя пластины пальцами). Установив колодки на одинаковом расстоянии от середины шкалы, сжимают пружину-ударник и подводят к ней один из шаров; устанавливают их так, чтобы они касались друг друга против нулевого деления шкалы. После взаимодействия ударник и шар движутся в противоположные стороны, одновременно ударяют о пластины выключателя и лампочка вспыхивает.
По одинаковому пути, пройденному тележками за одно и то же время, можно заключить об одинаковых ускорениях, сообщенных тележками друг другу; одинаково и противоположно направленные ускорения вызываются только одинаковыми по величине и разными по направлению силами.
Вариант Б.
Оборудование: две тележки, маятники.
В данном опыте маятники, подвешенные на нитях и установленные на тележках, позволяют непосредственно измерять величины сил. По отклонению маятников во время взаимодействия можно судить о величинах сил, так как угол отклонения маятника будет пропорционален ускорению тележки.
НЕВЕСОМОСТЬ
Вариант А
Оборудование : прибор для демонстрации невесомости.
Во время демонстрации прибор должен свободно падать. Для этого его следует подбросить вверх на высоту не менее 0,5 м.
При свободном падении груз, находясь в состоянии невесомости, освобождает контакты, которые замыкают электрическую цепь лампы накаливания, подключенной к источнику питания. Лампочка загорается. Так как шар полупрозрачный, то свечение лампочки хорошо видно.
Вариант Б
Оборудование: груз наборный в 2 кг, штатив универсальный, шнур, полоска
бумаги, мешок с песком.
На прочном шнурке, пропущенном через кольцо штатива, подвешивают груз в 2 кг, состоящий из отдельных цилиндрических гирь. На другом конце шнура делают петлю, которую зацепляют за крючок муфты на стержне штатива. Между гирями наборного груза закладывают полоску газетной или промокательной бумаги и свободный её конец прочно зажимают в лапке штатива. Отцепив петлю шнурка, медленно опускают груз. Последний натягивает и разрывает бумажную полоску. Из этого можно заключить, что бумажная полоска была достаточно сильно прижата гирей.
Заменяют порванную полоску бумаги такой же целой полоской, отцепляют шнурок и отпускают его. Груз свободно падает, а бумажная полоска, освободившись, повисает на лапке штатива.
Опыт показывает, что при свободном падении давление гири на опору отсутствуем, т.е. гиря при падении находится в состоянии невесомости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.