Материал: Лабораторная работа 1 Вариант 9 Проверка основного закона динамики поступательного движения

Контрольные вопросы:1) Дайте определения тем кинематическим и динамическим характеристикам движения, которые могут входить во второй закон Ньютона:Кинематическая характеристика движения – ускорение – величина, характеризующая быстроту изменения скорости по величине и направлению.Динамическая характеристика движения – сила – векторная физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое.2) Как в этой работе мы доказываем, что второй закон Ньютона справедлив? Если, оставляя постоянной силу, менять массу, тогда ;или, оставляя постоянной массу, менять силу, тогда 3) Сформулируйте второй закон Ньютона и поясните в чем его смысл (напишите, что от чего зависит). Ускорение тела прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе: F = ma; . Масса тела напрямую связана с его ускорением, при этом масса тела обратно пропорциональна ускорению. Чем больше масса тем меньше будет величина ускорения.Тесты (правильным может быть не только один ответ):1) Основным итогом выполнения задания 1 является…а) заполнение таблицыб) расчет погрешностей измерений и вычисленийв) проверка неравенства +г) проверка справедливости второго закона Ньютона2) В задании 1 n – это…а) количество проводимых опытовб) обратное отношение квадратов временв) прямое отношение ускорений +г) погрешность при измерении времени3) Соотношение должно выполняться т.к.а) путь, проходимый грузом не изменяетсяб) масса движущихся грузов не изменяетсяв) равнодействующая всех сил не изменяется4) Соотношение должно выполняться т.к.а) путь, проходимый грузом не изменяетсяб) масса движущихся грузов не изменяетсяв) равнодействующая всех сил не изменяется +5) Во втором законе Ньютона в форме а) зависит от

m и ₊б) m зависит от и в) зависит от m и 6) Согласно методике данной работы движущая сила может быть получена вместо движущей силы путем…а) снятия двух перегрузков m₁ с движущего грузаб) перекладывания одного перегрузка m₁ с движущего груза на движимый груз +в) добавления двух перегрузков m₁ на движимый груз7) Наиболее общая формулировка второго законы Ньютона имеет вид…а) б) в) ₊ г)Вывод: в данной работе с помощью машины Атвуда, измерений и расчётов мы убедились в том, что второй закон Ньютона для поступательного движения справедлив.Группа 22МТ1бзи ФИО студента Егоров А.В.Лабораторная работа №2Вариант 9Изучение движения электронов в электростатических поляхЦель работы: 1) Наблюдение траектории движения электронов в электростатических полях2) Определение скорости движения электронов в ускоряющем электростатическом поле. 3) Определение напряженности электростатического поля плоского конденсатора и расстояния между его обкладками. Теоретическое введениеЭлектростатическое поле создается неподвижными электрическими зарядами. Элементарным отрицательным электрическим зарядом обладает электрон, а положительным протон. Величины зарядов тел дискретны: q = e·Nгде N – число избыточных или недостающих электронов всех атомов тела, е = 1,6·10 ^-19 Кл – элементарный электрический заряд (m_е = 9,1·10^-31 кг – масса электрона, m_p

= 1,673·10^-27 кг масса протона).

Характеристиками электронов и их поведением в электрических и магнитных полях объясняются многие явления и законы природы, принципы действия технических устройств и др.

Рассмотрим движение электронов в электростатических полях. На электрон в электростатическом поле напряженностью действует сила, равная (1)

По второму закону Ньютона

Т.о. модуль ускорения электрона (2)

Траектория движения электрона и характер изменения его скорости зависят от угла между вектором скорости электрона и вектором напряженности электростатического поля. Выделим два частных случая:

1) если электрон влетает в продольное электростатическое поле и движется в поле прямолинейно вдоль линий вектора напряженности , то движение равнозамедленное ( ) или равноускоренное ( ).

2) если электрон влетает в поперечное электростатическое поле ( ), то далее движется криволинейно (по параболе).

Н ачальная скорость электрона, вылетающего из катода K, обычно очень мала и её принимают равной нулю. Электрон движется с ускорением прямолинейно к аноду A. Напряжение Uа между катодом K и анодом A заставляет электрон развить большую скорость .

Эту скорость можно рассчитать, используя закон сохранения энергии:

или

Т. о. (3)

Е сли электрон влетает в однородное поперечное электростатическое поле, создаваемое плоским конденсатором, то вдоль оси

x он движется равномерно, при этом ускоряясь в сторону противоположную вектору .Траектория движения электрона определяется уравнениями: и где t – время движения электрона в поперечном электростатическом поле. Т.к. , где L – длина пластин конденсатора, то с учетом формулы (1.2) и получаем: (5)Подставив (1.3) в уравнение (1.5), получаем величину смещения электрона: (6)Т.о. зная напряжение между анодом и катодом, длину пластин конденсатора и измерив смещение Δy электрона за время пролета в конденсаторе, можно определить напряженность электростатического поля внутри конденсатора (7)Напряженность электростатического поля плоского конденсатора связана с напряжением U и расстоянием d между обкладками конденсатора соотношением: (8)Описание установкиП ринципиальная схема экспериментальной установки для наблюдения движения электрона в продольном и поперечном электростатических полях показана на рисунке. В электронно-лучевой трубке впаяны катод K и анод A между которыми создается ускоряющее напряжение Ua. Напряжение может изменяться с помощью реостата Ra и измеряется вольтметром Va. Электроны, вылетающие из катода K, ускоряются электрическим полем и через малое отверстие в аноде A влетают по центральной линии в электростатическое поле плоского конденсатора. М ежду пластинами конденсатора создается напряжение U, величина которого может изменяться с помощью реостата R и измеряется вольтметром V. Пластины конденсатора расположены так, что вектор напряженности поля конденсатора перпендикулярен вектору скорости, влетающего электрона. На выходе из конденсатора электрон отклоняется от первоначального направления движения (от центральной линии) на величину Δ

y, что фиксируется на экране H.Модель установки по изучению движения электронов в электростатических полях, позволяющая проводить виртуальные лабораторные исследования, показана на рисунке. Порядок выполнения работыС помощью мыши установите свой вариант. Занесите значение длины пластин конденсатора L в таблицы 1 и 2Задание 11) Включите установку, замкнув ключи К1 и К2. 2) С помощью реостата R выставите напряжение между обкладками конденсатора U = 1 В. 3) С помощью реостата Ra изменяйте напряжение Ua между катодом К и анодом А от 2 В до 10 В через 1 В при этом измеряйте величину смещения Δy электронного луча, соответствующую каждому значению напряжения Ua. Все измеряемые величины занести в таблицу 1.

Таблица 1
№ изм.	Ua, B	υ, м/с	L, м	U, В	Δy, м	E, B/м	d, м
1	2	0,838∙1012	0,0044	1	0,0110	20	0,05
2	3	1,027∙1012			0,0073	19	0,052
3	4	1,185∙1012			0,0055	20	0,05
4	5	1,325∙1012			0,0044	20	0,05
5	6	1,452∙1012			0,0037	16	0,062
6	7	1,568∙1012			0,0031	19	0,0052
7	8	1,677∙1012			0,0028	20	0,05
8	9	1,778∙1012			0,0024	19	0,052
9	10	1,875∙1012			0,0022	20	0,05