Dinamika, zbatimi i ligjeve të Njutonit

Skema e dhënë përbëhet nga dy trupa të lidhur me një fije të pazgjatshme dhe pa masë e cila kalon në një rrotull pa masë dhe pa fërkim të rrotullës me boshtin e rrotullimit.

Masa e vagonit është shënuar me M ndërsa masa e trupit të varur është shënuar me m. Koefiçienti fërkimit të vagonit me rrafshin horizontal me k.

Duke zbatuar ligjin e dytë të Njutonit për secilin trup, duke shfrytëzuar lidhjet ndërmjet madhësive përkatëse (nxitimet dhe tensionet janë të njëjta në vlerë për secilin trup, që janë shënuar me a dhe T) nxjerrim që nxitimi i trupave gjendet nga formula:

Për nxitimin:

a=(m-k*M)*g/(m+M) (1)

Dhe tensioni i fijes nga formula:

T=m*M*(1+k)*g/(m+M) (2)

Ndërsa distanca dhe koha, meqë lëvizja është njëtrajtësisht e përshpejtuar pa shpejtësi fillestare, lidhen nga formula:

S=(a*t²)/2 (3)

Tani kalojmë në apletin e dhënë:

1. Vagoni me masë M është treguar me ngjyre blu, ndërsa trupi i varur që ka masën m me ngjyrë të kuqe, suporti ku lëviz vagoni me ngjyrë të zezë.

2. Një kohëmatës tregon se shigjeta lëviz me kalimin e kohës gjatë lëvizjes së trupave.

3. Në të majtë të dritares janë dhënë vlerat fillestare të trupave me masa M, m dhe poshtë tyre koefiçienti i fërkimit k, të cilat mund të ndryshohen sipas dëshirës. Sa herë që bëhet një ndryshimi i këtyre vlerave duhet të shtypni "ENTER" nga tastiera që të njihet vlera e re. Vini re ndryshimet në fund, të kohës, distancës, nxitimit dhe tensionit.

4. Në fund të dritares ndodhen, shënimet, Koha (s), Distanca(m), Nxitimi(m/s²) dhe Tensioni T(N). Poshtë tyre tregohen vlerat përkatëse (ku nxitimi i rënies së lirë është marrë 9.8m/s² )

5. Butoni ' Gjendja fillestare' kthen në çdo situatë vlerat fillestare të madhësive përkatëse dhe vendosjen e trupave.

6. Butoni 'Fillo Lëvizjen' fillon lëvizjen e trupave si dhe më poshtë dalin ndryshimet e vlerave, të kohës, distancës së kryer ( vagoni kryen në total distancën nga 0 në 2m), nxitimin e trupit dhe tensionin e fijes T. Në një çast mund të shtypni butonin 'Ndalo Lëvizjen' për të fiksuar vlerat e kohës dhe distnacës. Pastaj mund të vazhdoni lëvizjen sërish.

Ekzekutoni disa herë apletin që të ambjentoheni me atë.

Pastaj kryeni këto detyra:

1.çfarë do të ndodhë me vlerat e afishuara nëse ndodh që nga vlerat e zgjedhura kemi m = kM?

2. çfarë do të ndodhë nëse m > kM po nëse m < kM?

3. Provoni të nxirrni formulat e mësipërme (1), (2) dhe (3) dhe më pas të verifikoni dhe të krahasoni vlerat që dalin nga llogaritjet tuaja me ato të afishuara në aplet.

4. Për vlera të m << M provohet se forca e tensionit T të fillit është në përmpjestim të drejtë me masën m. Në këtë rast, duke dyfishuar m dyfishohet edhe forca T (kur k = 0). Atëherë nga ligji i dytë i Njutonit për trupin me masë M duhet të dyfishohet edhe nxitimi i tij. Provojeni këtë duke rritur, 3 herë, 3 herë etj.

5. Për vlera të fiksuara të M, m dhe k, filloni dhe ndaloni lëvizjen disa herë duke marrë disa vlera të kohës t dhe distancës S dhe shënojini në një tabelë. Gjeni nxitimin në këtë mënyrë nga formula (3). Krahasojeni atë me nxitimin që gjeni nga formula (1).

6. Nga vlerat e kohës dhe distancës që morët më lart në një tabelë, zbuloni ligjin e lëvizjes nga metodat laboratorike duke supozuar ligjin në trajtën S=At^B. Logaritmoni shprehjen dhe gjeni vlerat e konstaneve A dhe B. çfarë përcaktojmë nga konstantet A dhe B? A përputhen me vlerat e gjetura? Llogarisni gabmiet e tyre.

7. Provoni që ligji i zbuluar përputhet me atë të barazimit (3).