Рис. 41. Установка для определения ускорения при равноускоренном движении Порядок выполнения работы
1. Установите наклонный желоб на штатив, как показано на рис. 41,
внизу желоба поместите металлический цилиндр.
2. Определите секундомером время, за которое шарик, пущенный вниз
по наклонной плоскости, достигает металлического цилиндра внизу желоба.
3. Повторите опыт три раза. Измеряйте каждый раз промежутки вре-
мени 11, 12, 13 и заносите результаты в таблицу.
4. Измерьте с мерной ленты путь, пройденный шариком,
и занесите результаты в таблицу.
5. Из формулы для пути при равноускоренном движении 5 = at2/2
следует формула для ускорения а = 2s/R. Подставляя в нее значения t
1. t2, t3, и измеренное значение пути S, вычислите значения ускорения
а1, а2, а3 и занесите результаты в таблицу.
6. Вычислите среднее ускорение по формуле аср = (a + a, + азу/3 и
занесите результат в таблицу. Это число выражает значение ускорения
шарика, скатывающегося по желобу.
7. Повторите опыт при трех различных положениях желоба.
8. По формуле Да, ар - а, найдите абсолютную погрешность.
9. По формуле Да = (Да, + Да, + Да,)/3 вычислите среднее ускорение.
10. По формуле s = (Дар аср ) : 100% найдите относительную по-
грешность.
11. Проанализируйте результаты и сделайте выводы.​

Объяснение:

Дано:

Q = 0 - процесс адиабатный

m = 1 кг

t₁ = 15°C;          T₁ = 273+15 = 288 K

p₁ = 1 бар = 1·10⁵ Па

p₂ = 8 бар = 8·10⁵ Па

i = 5 - число степеней свободы воздуха

M = 29·10⁻³ кг/моль - молярная масса воздуха

A - ?

V₂ - ?

T₂ - ?

Число молей воздуха:

ν = m/M = 1 / (29·10⁻³) ≈ 34,5 моль

Постоянная Пуассона:

γ = (i + 2) / i = (5+2)/5 = 7/5 = 1,4

Теплоемкость при постоянном объеме:

Cv = i·R/2 = 5·8,31/2 ≈ 20,8 Дж / К

1)

Из уравнения Менделеева-Клапейрона:

p₁·V₁ = ν·R·T₁

Первоначальный объем воздуха:

V₁ = ν·R·T₁ / p₁ = 34,5·8,31·288 / (1·10⁵) ≈ 0,83 м³

Из уравнения Пуассона:

p·(V)^γ = const

Имеем:

p₁·(V₁)^γ = p₂·(V₂)^γ

1·0,83^(1,4) = 8·(V₂)^(1,4)

0,77 = 8·(V₂)^(1,4)

V₂ ≈ 0,19 м³

2)

Найдем температуру:

T₁·V₁^(γ-1) = T₂·V₂^(γ-1)

288·0,83^(0,4) = T₂·0,19^(0,4)

T₂ = 288·0,928/0,515 ≈ 520 К

3)

Работа:

A = ν·Cv·(T₁ - T₂) = 24,5·20,8·( 288 - 520) ≈ - 120 кДж

Работа имеет знак "-" , поскольку не газ совершил работу, а работа совершена над газом.

v₀ = 2 м / с

l = 20 м

μ =? (В формулах я буду позначати цю літеру латинською буквою k, там грецький алфавіт неприйнятний)

У нас є тільки швидкість каменю і пройдений їм шлях. Малувато даних для вирішення. Потрібно згадати, як знаходити коефіцієнт тертя з відомих нам формул:

k = \ frac {F} {N} = \ frac {F} {mg} k = NF = mgF Його можна знайти з формули сили тертя, поділивши силу тертя на силу реакції опори, яка також є твором маси тіла і прискорення вільного падіння.

Тепер це завдання можна вирішити за до закону збереження енергії, але боюся, що мене мало хто зрозуміє, так що я вирішу її трохи інакше, за до другого закону Ньютона:

F + N + mg = -maF + N + mg = -ma Буквою F я всюди позначаю силу тертя.

Проектуємо на осі OX:

F = -maF = -ma

-F = ma-F = ma

І на осі OY:

N - mg = 0N-mg = 0

N = mgN = mg

З усього цього виходить нескладна формула:

F = kN = kmg = -maF = kN = kmg = -ma

І знову фігурує цей коефіцієнт тертя. Його вже можна знайти через цю ж формулу:

k = \ frac {-F} {N} = \ frac {-ma} {mg} = \ frac {-a} {g} k = N-F = mg-ma = g-a

Але ось невдача: немає прискорення. Знайдемо його через формулу шляху в разі рівноприскореного руху:

Якщо l = (v²-v₀) / 2a, то a = (v²-v₀²) / 2l (не вийшло записати в графічному редакторі, як попередні формули, сорри).

Оскільки прискорення виходить негативним, міняємо швидкості місцями, щоб зробити його позитивним:

k = (v₀-v²) / 2gl = (2-0²) / (2 * 10 Н / кг * 20 м) = 0,005.

Відповідь: коефіцієнт тертим каменя про лід дорівнює 0,005.