首先,牛顿第二运动定律的公式为:fma。
需要用到质量、重量、力三个概念。
恰好,杜克翻阅了图书馆第一第二第三层图书馆,都没有看到力概念、质量概念的准确定义。
所以,为了这个实验,杜克需要先把这两个概念给弄出来。
质量m(mass):是物体所具有的一种物理属性,是物质的量的量度,决定惯性大小(用字母m表示),它作为一个与时间和空间位置无关的常数而存在。
力:力是使物体获得加速度或形变的外因,用符号f表示。
搞完这一切,可以开始正式实验了。
现实准备材料。
材料:光滑的木板,天平,小车,吊桶,沙子,绳子,滑轮,纸带,计时器(伪装)
其中比较特殊的是计时器,此时还没有电磁打点计时器(地球华夏初中物理那个打点计时器),也没有其他精密的时间计算工具。
为了能够代替电磁打点计时器,杜克特意搞了一大缸水,用墨汁将水染黑,然后在缸的底部弄出了一个小小的洞,用来滴水。
经过杜克的时间测量,每一滴水的间隔都几乎一样。
这个杜克制作的简易打点计时器的运作原理是这样的:被拖动的纸带,通过墨水缸下面,每隔相同的时间t1就会滴下一滴水墨水,污染纸带,这样就可以通过每滴水之间的距离,量出时间t2、t3、t4………tn,实现跟电磁打点计时器差不多的功能。
看这么多材料就知道,这个实验可要比原来的实验要麻烦多了。
因为实验材料越多,误差就会越大。
实验开始前,需要有两个前置条件。
前置条件1:对小车所受的摩擦力进行平衡(尽管木板因为奥术原因足够光滑,摩擦力足够小,但依旧会有摩擦力,所以可以将轨道左端略微抬高,使小车不挂吊桶时能匀速运动);
前置条件2:吊桶质量小m远小于小车质量大m,至少10%以下,才能避免误差,也就是m(小)<m(大)。
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