פוסט: דו”ח מעבדה ניסוי: חוק שני של ניוטון

מטרת הניסוי:
הניסוי בא להוכיח את החוק השני של ניוטון שאומר:
F=ma

מהלך הניסוי:
מחברי לעלה שק באמצעות חוט דק, ומעבירים אותו על גלגלת. בשק שמים משקולות, וכמו-כן, גם בעגלה. בחלקו הראשון של הניסוי מעבירים כל פעם משקולת אחת מן העגלה אל השק. בחלקו השני של הניסוי, מורידים כל פעם משקולת אחת, כך שהמסה הכללית אינה נשמרת, בניגוד לחלקו הראשון של הניסוי.

ניתוח הניסוי:
חלק א':
בחלק א', בו המסה הכללית נשמרת, מתקבלת תאוצה של:
m=3.0(k”g)
a=0.23 =====> f=0.069 m=0.3
a=1.13 =====>f=0.678 m=0.6
a=2.1 ======> f=1.89 m=0.9
a=3.31 =====> f=3.972 m=1.2
a=3.99 =====> f=5.985 m=1.5
a=5.32 =====> f=9.576 m=1.8
a=6.75 =====> f=14.01 m=2.1
6) צורת הגרף שקיבלנו היא קו ישר (רגרסיה=0.99) והוא לא עובר דרך ראשית הצירים.
7)הסיבה שבגללה הגרף אינו עובר דרך ראשית הצירים היא כי בנקודת ההתחלה שקבענו, לגרף כבר יש מהירות ולכן המהירות ה"התחלתית" שלו גדולה מאפס.
8) ככל שהמשקל התלוי גדל, כן גדלה בהתאמה התאוצה.
9)המסה הכוללת היא הגודל שנשאר קבוע. גודל זה מתקשר עם התאוצה שהיא 2.74, בזה שגרף של התאוצה כתלות במסה הוא קו ישר שמבטא זאת (השינוי הקבוע בתאוצה).
חלק ב':
בחלק ב' המסה הכוללת משתנה.
a=0.91======> f=0.273 m=0.3 M=3
a=1.02======> f=0.306 m=0.3 M=2.7
a=1.36======> f=0.408 m=0.3 M=2.4
a=1.49======> f=0.447 m=0.3 M=2.1
a=1.94======> f=0.582 m=0.3 M=1.8
a=2.36======> f=0.708 m=0.3 M=1.5
הגודל שנשאר קבוע הוא מסת הבול התלוי.
6) צורת בגרף היא היפבולה (בקירוב) זה אומר שהתאוצה משתנה, בהתאם לשינוי במסה.
7) צורת הגרף היא קו ישר (בקירוב).
8)הקשר הוא שככל שהמסה הכוללת קטנה, כך גדלה התאוצה.
9)השיפוע הוא המסה כפול התאוצה, כלומר, הכוח הפועל.
10) הכוח תלוי בתאוצה ובמסה הכוללת, ואם הסל כבד יותר התאוצה גדולה יותר, ואילו בעגלה כדי שהתאוצה תגדל, מסתה צריכה לקטון.
שאלות:
הערה: סעיפי א' ו-ב' יכתבו באנגלית, כדי להקל על הבלבול בין המסות והשפות במעבד התמלילים.
A)the equation that connects between m1, m2&a is: a=m1g/(m1+m2). the point is that when m1 is perminant, then F is perminant, and when m1+m1 perminant, then F is changing.
b)as bigger m1 than m2, as bigger tge accelaration. as smaller m1 than m2, as smaller the acceleration. in the first expirement, when m1+m2=perminant, and m1 kept growing, so did the accleration. in the second expirement, when m1+m2 was changing all the time, but m1 was still heavier than m2, the accleration kept growing. it shows that for the machine to move in a movement with an increasing accelaration, m1 must be bigger than m2.
ג) הכוח שהניע את העגלה הוא המתיחות בחוט (ובעקיפין גם כח הכובד)
ד)לא. כי יש את התנגדות העגלה לתנועת הסל, דבר שאינו קיים בנפילה חופשית.
ה) יש אי-התאמה בין הנוסחה לתוצאות כי הניסוי לא נעשה בריק בו ה:ג'י הוא גודל קבוע. כמו כן יש חיכוכים בין העגלה למשטח, שגורמים לאי דיוקים. מופעלת התנגדות אוויר על השק. לחוט יש מסה (אומנם קטנה), אך התעלמנו ממנה.
ו)לא, היא תנוע בתנועה שוות מהירות (ללא תאוצה), עד שתיתקע בקצה המשטח.
ז)כן, התוצאות יהיו שונות, בגלל החיכוך שיהיה שונה. התאוצה תשתנה בהתאם לחיכוך שיפעל באותו מקום. כח הכובד יהיה שונה, אך גם שם יוכח החוק השני של ניוטון.
מסקנות:
1) מתקיים החוק השני של ניוטון. שאומר שסכום הכוחות הפועל על מערכת שווה למסה כפול התאוצה.
2) לא משנה מה המסה הכוללת של המערכת. כל מנת שהיא תנוע בתנוע עם תאוצה גדלה, מסת הגוף התלוי, צריכה להיות גדולה ממסת הגוף הנמשך.