قانون نيوتن الثاني

 

الهدف:

التحقق من قانون نيوتن الثاني.

 

الأجهزة:

عربة، مسار، بكرة، ساعة إيقاف وأثقال.

 

نظرية التجربة:

ينص قانون نيوتن الثاني على أنه إذا أثر على جسم بقوة () فإن تسارع الجسم () يتناسب طرديا مع القوة المؤثرة عليه ().

 

ولعربة كتلتها () على المستوى الأفقي مربوطة بكتلة معلقة () بواسطة حبل من خلال بكرة فإن القوة المؤثرة على المجموعة (العربة + الكتلة المعلقة) هي () على افتراض أن الاحتكاك يمكن إهماله. حيث () هي كتلة الأثقال المعلقة بالإضافة إلى كتلة حامل الأثقال.

وبتحليل القوى فإن هذه القوة تساوي تسارع المجموعة:

 

في هذه التجربة سوف تقوم بالتحقق من قانون نيوتن الثاني الذي تمثله هذه المعادلة.

يمكن حساب التسارع ()  بواسطة حساب الزمن () الذي تستغرقة العربة في التحرك مسافة () ثم التعويض في معادلة الحركة:

 خطوات العمل:

1-     ثبت المسار بشكل أفقي (استعمل الميزان المائي).

2-     أوجد كتلة العربة () بواسطة الميزان.

3-     اربط طرف الخيط في العربة ومرره على البكرة واربط الطرف الآخر بحامل الأثقال.

4-     ضع العربة بعيدا عن العائق وسجل  المسافة ().

5-     ضع كتل مناسبة () بحيث تكون حركة العربةغير سريعة جدا.

6-     في نفس الوقت شغل ساعة الإيقاف واترك العربة تتحرك ثم أوقف الساعة عندما تصل العربة إلى عائق التوقف. سجل الزمن في الجدول.

7-     كرر قياس الوقت لنفس المسافة ثلاث مرات واحسب المتوسط.

8-     أضف كتلا أخرى وكرر العملية لكل ثقل.

9-     احسب التسارع () , ()  و () لكل كتلة وسجلها في الجدول.

10- احسب الفرق النسبي بين النتيجتين وعلق على تحقيق قانون نيوتن.

 

 النتائج:

 

 

% Diff

(N)

(N)

(m/s2)

 (s2)

 (s)

 (s)

 (s)

 (s)

(kg)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.015

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.020

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.025

 

من الجدول نستنتج أن قانون نيوتن الثاني ..............

للخلف