ملتقى الفيزيائيين العرب - تجربة قانون نيوتن الثاني

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