Bộ thí nghiệm PQ-01 và chức năng nghiệm lại định luật II Newton và công thức tính lực hướng tâm

Il N G H I Ê N CỨU & ỨNG D Ụ N G

Bộ THÍ NGHIỆM PQ-01 VÀ CHỨC NĂNG NGHIỆM LẠI ■ ■ ^ ■ ■

ĐỊNH LUẬT II NEWTO\ VÀ CỔNG THỨC TÍNH Lực HƯỚNG TÂM

ThS. Phan Dinh Quang

Trường Đại học sư phạm, Đại học Thái Nguyên

SUM M ARY

The research related to innovation, design and manufacture o f laboratory equipments are always urgent

problems in the improvement of teaching and learning Physics. In this paper, the researcher would like to

introduce the PQ-01 physics experiment which is used in order to verifying Newton s Second law and the

expression o f Centripetal force.

Keywords: Physics experiment, Centripetal force, Newton s Second Law.

Ngày nhận bài: 15/04/2015; Ngày duyệt đăng: 25/04/2015.

2.2. Nghiệm lại định luật I I Newton

2.2.1. Cơ sở lý thuyết

Trong chuyển động tròn, theo định luật II

Newton ta có:

c - _ mv2 F = ma = ■

R

Trong đ ó : m - k h ố i lượng quả cầu; V - vận t ố c

dài; w - vận tốc góc; n - số vòng trong một đơn vị

thời gian.

Trong thí nghiệm này, ta điều chỉnh sao cho khi

thay đối khối lượng thì bán kính quay của vật không

đổi, tức là lực tác dụng lên vật không đổi.

Khiđótacó:F =F nênm ^ị = m 2a2 => — = iH l

m,

II

k

_ v 2

R 1

9 a 2

r 2

r 2

1

3|k>

v 2 - R ,

Khi Rt = R2 và m2 =2m 1 , từ (1) suy ra

ai ỹ? _ 2mi _ 2

a2 vị rrij

Mặt khác V? = ^raijR j Ÿ =(27tn2R 2)2

l T ? . V ? n f m 2 n , Ị m 7

Nên 2 = 2 = ^ = \ nị n i ! n 2 ]Ị iri!

n 2

Thay = 2m! ta được —J - 2 (2)

n 2

2.2.2. Tiến hành thí nghiệm

Thí nghiệm với quả cầu m1, bố trí thí nghiệm

như hình vẽ

1. Đặt vấn đề

Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm, thí

nghiệm vật lý đóng vai trò quan trọng trong quá trình

nghiên cứu và giảng dạy vật lý. Các thí nghiệm vật lý

không chỉ đơn thuần kiểm chứng tính đứng đắn của

lý thuyết mà còn giúp con người tìm hiểu và nghiên

cứu các sự vật hiện tượng xảy ra trong tự nhiên, đồng

thời nó còn có tác dụng giáo dục, giáo dưỡng. Bởi

vậy, việc nghiên cứu cải tiến, thiết kế, chế tạo các

bộ thí nghiệm luôn là một vấn đề cấp thiết nhằm

góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn vật

lý. Điều này đã thôi thúc chúng tôi thiết kế, chế tạo

thành công bộ thí nghiệm PQ-01 nhằm nghiệm lại

Định luật II Newton và nghiệm lại công thức tính lực

hướng tâm sử dụng thiết bị cảm bién đo thời gian.

2. Bộ thí nghiệm PQ - 01

2.1. Dụng cụ thí nghiệm

1. Hộp để; 2. Động cơ; 3. Núm điều tốc; 4. Lò xo;

5. Quả cầu; 6, 7. Kim chi thị; 8. Giả senxo;

Ọ.Senxơ; 10. Đe trượt; 11. Vít điều chỉnh; 12. Ray

trượt; 3. Thước mm; 14. Đồng hồ đo thòi gian

28 • TẠP CHÍ THIẾT BỊ GIÁO DỤC-số 117-5/2015