Laboratoriya ishi №6 tushayotgan sharning potensial va kinetik energiyalarini aniqlash ishning maqsadi

QURILMANING TUZILISHI VA ISHLASHI
Laboratoriya ishi qurilmasining asosini Grimzel asbobi tashkil qiladi. Uning tuzilishi 1- rasmda tasvirlangan. Mazkur asbob quyidagi qismlardan tashkil topgan. Gorizontal taxtacha ustiga w va n’ tirqishli A'ustun tik o'rnatilgan. Tik ustunlarga D metall yoy o'rnatilgan bo'lib, undagi elektromagnit har xil burchakka siljitish mumkin. Elektromagnit asbobning asosiga o'rnatilgan К tumbler vositasida tok manbaiga ulanadi. L ustunga bifilyar (ikkita ip yoki sterjen) yordamida mis (aluminiy) halqa shunday o'rnatilganki, u erkin osilib turganda halqaning teshigi n va n tirqishga to'g'ri keladi. Agar po'lat sharchani halqa teshigiga kiritib, biror a holatga chetlatsak va tokni ulasak, elektromagnit halqani sharcha bilan birga tutib qoladi. Tok uzilganda elektromagnit ularni qo'yib yuboradi, shunda sharcha abc trayektoriya bo'yicha harakatlanadi. Elektromagnitni metall yoy bo'yiab siljitib, sharchaning ko'tarilish balandligini o'zgartirish mumkin(1-rasm).




1-rasm. Grimzel asbobining kesimi.

Harakatlanayotgan sharchaning energiyasi qanday o ‘zgarishini ko'rib chiqaylik. Sharcha a holatdan o‘tayotganda Ep₁ = PH₁ va b holatdan o'tayotganda Ep₁ = PH₂

potensial energiyaga ega bo'ladi. Ma’lumki, bunda P= mg — sharchaning og'irligi, m — massasi.
Sharcha b holatga yetib kelganda uning potensial energiyasining
o'zgarishi quyidagi ifodadan aniqlanadi:
∆E= Ep₂-Ep₁= -mg∆H (1)
Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, sharchaning potensial energiyasi kamayganda, kinetik energiyasi ortadi va u quyidagiga teng bo'ladi:
E_k=mv²/2 (2)
bunda v —sharchaning b nuqtadagi tezligi.
Sharchaning b nuqtadagi kinetik energiyasini hisoblash uchun uning shu nuqtadagi v tezligini bilish kerak. Buning uchun quyidagicha mulohaza yuritamiz. Sharcha harakatiga gravitatsion maydon ta ’sir etmagan bo'lsin. Unda u o'z inersiyasi bilan be yo'nalishda v tezlik bilan harakat qilgan bo'lar edi. Shuningdek, sharcha b nuqtadan boshlang'ich tezliksiz tashlab yuborilganda, u bb, tik yo'nalishda erkin tushgan bo'lar edi 1- rasmga qarang).
Tortishish maydonining mavjudligi tufayli va sharcha boshlang'ich tezlikka eea bo'lgani uchun u be egri chiziq bo'yicha harakatlanadi. Shu bilan birga, barcha tezligining gorizontal tashikil etuvchisi o'zgarmay qoladi a v ab nuqtadagi tezlikka teng bo'ladi, binobarin, sharcha gorizontal yo'nalishda tekis harakatlanib, masofaga siljiydi. Harakatlarning mustaqillik prinsipigaasosan, sharchaning balandlikdan tushish vaqti bilan masofaga siljish vaqti o'zaro teng bo'ladi. Bu vaqt quyidagi formulalardan aniqlanadi:
H₂=gt²/2, l=vt
Ushbu formulalarni v tezlikka nisbatan yechib, quyidagi ifoda topiladi:

(3) ni (2) ga qo‘yib kinetik energiya ifodasi hosil qilinadi, ya’ni

Energiyaning aylanish va saqlanish qonuniga asosan sharchaning b nuqtadagi kinetik energiyasi, muhitning qarshiligini hisobga olmaganda, uning a v a b nuqtalardagi potensial energiyalari farqiga teng bo'lishi kerak.