1.05.23

1

“Турнир на младите физици”, 2011/2012

I Y P T

“Турнир на младите физици”, 2011/2012

СОУ „Васил Левски”, ТроянУчастници: Белослава Валентинова Дамянова-11 класВелислава Стоянова Иванова-11 класВергиния Веселинова Борисова-11 класПламен Веселинов Пеев-11 класРъководител:

Д-р Надка Иванова-Данкова, преподавател по физика и астрономия

1.05.23

2

“Турнир на младите физици”, 2011/2012

3 задача: НанизДостатъчно голяма част от дълга

нишка със зърна по нея се издърпва през ръба на чаша, в която е поставена. Поради силата на тежестта, скоростта на наниза започва да се увеличава и в един момент той престава да се допира до ръба на чашата (вж. картинката). Изследвайте и обяснете явлението.

1.05.23

3

Необходими уреди и материали

1.05.23

4

Хипотеза

От значение за скоростта, която достига наниза при своето движение е височината на която се намира чашата. При по- голяма височина, дъгата се издига повече.

1.05.23

5

Експеримент

Поставяме наниз от топчета в подходящ съд. В случая използваме дълбока порцеланова чаша

Издърпваме свободния край на наниза от чашата. Наблюдаваме движението му.

Забелязваме, че преди края на наниза да достигне ръба на чашата, той се движи по дъга, без да се докосва до чашата

1.05.23

6

1.05.23

7

Експеримент

Повтаряме опита като увеличаваме височината. Установяваме, че всеки път височината , на която се издига наниза над ръба на чашата, става все по- голяма.

Измерваме скоростта и ускорението на наниза във всеки от случаите

1.05.23

8

Експеримент

1.05.23

9

H,m

t1, st2, s

h,m

0,60 2,8 1,23 0,031 2,4 1,11 0,053

1,4 2,3 1 0,077

Експеримент

H- височината на чашата над земята

t1 - времето, за което нанизът пада на Земята

t2 – моментът, когато се образува дъгата

h- височината на дъгата 1.05.23

10

Разсъждения и изводи

От опитите се вижда, че най-голяма е височината на дъгата в случая, когато височината, на която се намира чашата е най-голяма и обратното.

В този случай времето за падане на наниза е най-малко.

При най-голяма височина на чашата, дъгата се появява най- рано.

1.05.23

11

Разсъждения и изводи

Тези резултати потвърждават нашата работна хипотеза: На най-голямата височина на чашата, височината на дъгата е най-голяма. В този случай скоростта е най-висока , нанизът пада най-бързо и дъгата се появява по-рано. В този случай,определящи са силата на тежестта G и скоростта на наниза v

1.05.23

12

В края на наниза , на него му действа най-голяма сила на тежестта G=mg. В този случай скоростта силно нараства , нараства и ускорението а= Δv/ Δt. Ako a>g , се появява дъга от наниза, над ръба на чашата.

1.05.23

13

Разсъждения и изводи

N а

T

mgcos mg.sin

1.05.23

14

mg

f

T

mg

yx

y

x

Фиг.1 Фиг.2

а

Разсъждения и изводи

Разглеждаме поотделно движението на две топчета. С насочени отсечки са показани силите, които действат на всяко едно от топчетата, и техните ускорения.

Записваме по компоненти уравнението на втория принцип на механиката за движението на всяко едно от топчетата.

1.05.23

15

Разсъждения и изводи

За топчето върху стената на чашата, близо до ръба (фиг.1):

(1) T - mg.sin - f = ma(2) N - mg cos = 0И за второто топче (фиг.2):(3) mg – T = ma Т-сила на опън; f- сила на триене при

търкаляне: f = к. N; N- нормална реакция на опората; r- радиус на топчетата ; m-маса на топчетата; v-скорост на топчето

1.05.23

16

Разсъждения и изводи

След преобразуване получаваме за a:(4) a=g/2(sin - cos +1)При стойности, близки до g силата, с която тялото си взаимодейства с опората изчезва- тази сила се дължи на гравитационното притегляне. Тогава се обособява връх в стойностите на скоростта и дъга на наниза.

1.05.23

17

Разсъждения и изводи

1.05.23

18

http://iopscience.iop.org/1367-2630/7/1/045/pdf/njp5_1_045.pdf

http://phys.tu-sofia.bg/ef/Phys%201/Lektzii/Mehanika/11%20vupros.pdf

http://kvant.mirror1.mccme.ru/1993/01/skolko_verevochke_ni_vitsya.htm