Thí nghiệm: Khảo sát lực quán tính li tâm

Kh¶o s¸t vËt chuyÓn ®éng
trªn quü ®¹o trßn
Lùc qu¸n tÝnh li t©m
3
2
1
B
L1
B
L2

Khảo sát vật chuyển động trên quỹ đạo tròn
Lực quán tính li tâm
3
2
1
B
L
1
B
L
2
I. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm chứng minh lực hướng
tâm tỷ lệ với khối lượng của vật, vận
tốc góc và bán kính quỹ đạo tròn.
II. Dụng cụ thí nghiệm
Bộ dụng KS lực quán tính li tâm , có các đặc tính kỹ thuật :
* có ba tỷ số tốc độ quay,
* có hai tỷ số bán kính quỹ đạo quay.

* có hai tỷ số khối lượng của vật tham gia chuyển động tròn.
* có hai lực kế 5N.
*Hai viên bi thép có khối lượng bằng nhau, một viên bi
nhôm có khối lượng bằng nửa viên bi thép.

III. TIN hành thí nghiệm
Khi ta quay tay quay 3, nhờ các
đai truyền kéo cả hai đĩa 1, 2 quay
theo. Thay đổi vị trí đai truyền trên
các rãnh Puli, ta thay đổi được tỷ số
tốc độ quay của hai đĩa. ở tâm mỗi
đĩa quay có lắp lực kế lò xo L1 và
L2, có các cơ cấu đòn bẩy có thể
nén lò xo, đồng thời để lộ ra các
vòng màu chỉ thị độ lớn của lực
quán tính li tâm. Chọn các viên bi
đặt lên các vị trí khác nhau trên giá
quay để khảo sát các yếu tố ảnh hư
ởng đến lực quán tính li tâm F
3
2
1
B
L
1
B
L
2

Thí nghiệm chứng minh lực hướng tâm tỷ

lệ với khối lượng của vật, vận tốc góc và
bán kính quỹ đạo quay.
vật chuyển động tròn -
lực hướng tâm và lực quán tính ly tâm.
3
1
2
B
L1
B
L2
Khi ta quay tay quay 3, nhờ các đai truyền kéo c hai đĩa
1, 2 quay theo. Thay đổi vị trí đai truyền trên các rãnh
Puli, ta thay đổi được tỷ số tốc độ quay của hai đĩa. ở tâm
mỗi đĩa có lắp lực kế lò xo L1 và L2, có các cơ cấu
đòn bẩy có thể nén lò xo, đồng thời để lộ ra các vành
tròn dùng chỉ thị độ lớn của lực.

Trên các rãnh của đĩa ta đặt các viên bi. Nếu đĩa quay đều hoặc vận
tốc quay tăng, giảm từ từ, viên bi sẽ được giữ ở trên rãnh và quay
theo đĩa. Nếu thay đổi tốc độ quay đột ngột, thành phần gia tốc tiếp
tuyến đủ lớn, lực quán tính sẽ làm viên bi văng ra khỏi rãnh, rơi
xuống đất.
Ngay cả khi đĩa quay đều, do véc tơ vận tốc viên bi luôn hướng
theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo tròn, làm cho viên bi luôn có
khuynh hướng bị văng ra theo phương bán kính. Nhưng nó bị cáí lẫy
của cơ cấu đòn bẩy B giữ lại. Thông qua cơ cấu đòn bẩy, lực đàn hồi
của lò xo giữ cho viên bi quay đều trên một bán kính xác định. Lực
do lẫy tác dụng vào viên bi, có phương dọc theo bán kính, chiều hư
ớng vào tâm : đó là lực hướng tâm, giữ cho viên bi chuyển động tròn.

Định luật 3 Niu tơn cho ta biết rằng : khi lẫy tác dụng vào viên bi một
lực hướng tâm, thì viên bi cũng tác dụng vào lẫy một lực theo hướng
ngược lại: đó là lực li tâm. Khi viên bi chuyển động đều trên một quỹ
đạo tròn, hai lực này cùng phương, ngược chiều , cùng độ lớn. Độ lớn
của các lực này phụ thuộc vào những yếu tố nào ?