Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Теоретическая подготовка

Лабораторная работа №2

«Движение тел при наличии силы сопротивления»

 

Цель работы: Исследование характера движения тела в вязкой среде, когда сила сопротивления зависит от скорости.

 

В работе определяется положение маленького шарика через равные интервалы времени. При свободном падении в воздухе шарик набирает скорость, которая является начальной скоростью его движения в жидкости. На основании зависимости h(t) необходимо определить скорость движения шарика и установить ее зависимость от высоты свободного падения в воздухе.

 

 

Схема установки

t, c y, см
   
   
   
   
   
   
   

у
Таблица  
таймер

 

 

Теоретическая подготовка

 

Теория

Свободное падение шарика в воздухе происходит с постоянным ускорением g.

Если высота, с которой падает шарик, относительно уровня жидкости равна h, то скорость при соприкосновении с жидкостью

Эта скорость и является начальной для движения шарика в жидкости.

 

Движение шарика в жидкости.

mg
Fарх
Fсопр
На шарик в жидкости действуют три силы: Сила тяжести равная mg Сила Архимеда F арх= rжgV , где rж- плотность материала шарика, V- его объем Сила сопротивления, которая пропорциональна скорости движения шарика ~U: F cопр= - r U

 

 


Согласно второму закону Ньютона

=m

или ma = mg – r U - rжgV

Наличие силы сопротивления пропорциональной скорости U неизбежно приведет к тому, что шарик начинает двигаться равномерно, независимо от начальной скорости при попадании в жидкость.

Таким образом, через некоторое время ускорение становится равным нулю и шарик движется равномерно:

mg – r U - rжgV = 0

 

Заменим m на rшgV, где - rш плотность материала шарика, V- его объем.

 

Тогда скорость равномерного движения U= [gV(rш- rж)]/r

 

Из данного соотношения следует, что скорость равномерного движения шарика в жидкости зависит от плотности материала шарика, его размеров и вязкостных свойств жидкости.

Когда шарик падает с большой высоты, то при вхождении в вязкую жидкость сила сопротивления велика и шарик продолжает движение в жидкости с замедлением.

Когда шарик при движении в воздушной среде набирает скорость, близкую к скорости его равномерного движения в жидкости.

Когда шарик начинает движение с поверхности жидкости с нулевой начальной скоростью, сила сопротивления в исходном состоянии равна нулю. С нарастанием скорости эта сила увеличивается вплоть до момента, когда движение шарика становится равномерным.



В данной работе необходимо определить зависимость скорости движения шарика от высоты свободного падения в воздухе;

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Путь и перемещение | Определение напряженности поля, создаваемого кольцом

mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал