科学项目gydF4y2Ba
阿特伍德机和牛顿第二定律gydF4y2Ba
阿特伍德机是一个非常简单的乔治·阿特伍德在1794年发明的设备来演示牛顿运动定律。牛顿第二运动定律说,搬东西所需的力等于物体的质量乘以加速度率:gydF4y2BaF = magydF4y2Ba。地球引力的力量时,你使用9.8 m / sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba为gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba。这是重力加速度,地心引力的速度向地球中心的一切。gydF4y2Ba
你可以重写牛顿第二定律求出加速度两边同时除以gydF4y2Ba米gydF4y2Ba:gydF4y2Ba一个= F / m。gydF4y2Ba加速度是什么当你推一个质量,gydF4y2Ba米gydF4y2Ba,有一种力量,gydF4y2BaFgydF4y2Ba。gydF4y2Ba
在这个项目中,你将会建立一个阿特伍德机,看到这个法律行动。您将使用阿特伍德机来验证自己重力加速度。gydF4y2Ba
问题gydF4y2Ba
构建一个简单的阿特伍德机理解牛顿第二定律和估计重力。gydF4y2Ba
材料gydF4y2Ba
- 环架gydF4y2Ba
- 滑轮(可以在五金商店)gydF4y2Ba
- 字符串的长度gydF4y2Ba
- 几种质量不同的权重(两个应该是一样的)的字符串可以系gydF4y2Ba
- 统治者gydF4y2Ba
- 秒表gydF4y2Ba
过程gydF4y2Ba
- 把轮环架的顶部。gydF4y2Ba
- 领带两个质量相等的重量的字符串并运行字符串两端的顶部滑轮。字符串应该足够长的时间,这样一个质量可以在桌子上休息/地面与其他站的顶部附近晃来晃去的。gydF4y2Ba
- 群众在不同位置的高度从地面和放手。gydF4y2Ba群众运动吗?你认为是怎么回事?gydF4y2Ba
- 替换一个质量与另一个略重。拖垮轻质量会和释放。gydF4y2Ba群众移动这个时间吗?之前的有什么不同呢?gydF4y2Ba
- 代替相同的质量仍然略重,重复步骤4。gydF4y2Ba不同的群众转移吗?为什么或为什么不呢?gydF4y2Ba
- 回到步骤4中使用的质量你——一个比其他稍重。把较轻的质量就会下降。gydF4y2Ba
- 用一把尺子来衡量其他质量表上面的高度。gydF4y2Ba
- 抓住一个秒表。发布质量,开始看在同一时间。一旦你听到其他质量撞到地面,停止计时器。这样做至少三次,和记录你的时间在一个表中。gydF4y2Ba
- 对于每一个下降,计算gydF4y2Ba加速度gydF4y2Ba大众使用的方程:gydF4y2Ba= 2 h / tgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,在那里gydF4y2BahgydF4y2Ba被删除前质量的高度(米)gydF4y2BatgydF4y2Ba是秋天的时间(以秒为单位),然后呢gydF4y2Ba一个gydF4y2Bam / s加速度gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。这个表中的记录。gydF4y2Ba
- 计算重力加速度方程:g =gydF4y2Ba(米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba+gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba/gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba分别较重和较轻的质量,,gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba从第七步加速度。gydF4y2Ba
- 计算的平均gydF4y2BaggydF4y2Ba从你所有的试验。gydF4y2Ba
- 更换质量至少有另外两个重质量和重复步骤6 - 9。gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba=gydF4y2Ba |
米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba=gydF4y2Ba |
高度(米)=gydF4y2Ba |
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时间(年代)gydF4y2Ba |
加速度(m / sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba |
ggydF4y2Ba(米/秒gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba |
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试验1gydF4y2Ba |
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试验2gydF4y2Ba |
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试验3gydF4y2Ba |
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平均gydF4y2Ba |
结果gydF4y2Ba
以同样的质量,重量不会移动。权重不平等时,群众将较重的一个瀑布。随着大众的差异增加,它击中地面的速度增加。gydF4y2Ba
在计算gydF4y2BaggydF4y2Ba,你应该得到一些接近的接受价值9.8 m / sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,尽管它很可能少一点,因为摩擦轮。gydF4y2Ba
为什么?gydF4y2Ba
有三股势力在起作用:重力的力量对群众和字符串连接的紧张局势。与大盘质量设置,所有的力量平衡。对每个质量同样地心引力的作用。张力在质量1 (gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)是由重力引起的质量2 (gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。自引力是相同的,这意味着gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba例如,感觉相同的力把它拉下来。这是真的不管大众高或低。一切都在gydF4y2Ba平衡gydF4y2Ba-不意味着没有运动。gydF4y2Ba
一旦群众是不平等的,力量变得失去平衡。质量1感觉自身重量向下拉,其他的重量质量拉起来。合力拉下来是会觉得如果引力拉着体重一样的东西gydF4y2Ba区别gydF4y2Ba两个物体之间:gydF4y2BaF =gydF4y2Ba(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2BaggydF4y2Ba。gydF4y2Ba
但同时拉着群众的力,所以加速度等于你会得到当应用这个力重一样的东西gydF4y2Ba总和gydF4y2Ba群众:gydF4y2Ba= F /gydF4y2Ba(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba+gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
将这两种效果混合在一起,最后加速度等于:gydF4y2Ba= (gydF4y2Ba(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)/gydF4y2Ba(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba+gydF4y2Ba米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba))gydF4y2BaggydF4y2Ba。gydF4y2Ba
解gydF4y2BaggydF4y2Ba给你使用的方程算出重力加速度。gydF4y2Ba
公认的价值gydF4y2BaggydF4y2Ba是9.8 m / sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba。距离你收到吗?您可能注意到,你每次都有一点不同,你最后的平均值低于“接受价值。”gydF4y2Ba
这是因为你的阿特伍德机不是一个完美的系统。有许多能量丢失的地方,主要在滑轮。有摩擦轴承和需要的能量旋转。你可以了解如何参与多少摩擦的小质量的差异可以没有质量下降。如果没有一个足够大的差异,没有足够的合力克服摩擦。你可以扩大你的程序通过使用不同的滑轮,看看它们是如何影响你的价值gydF4y2BaggydF4y2Ba。gydF4y2Ba
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