Проверка обратной пропорциональности углового ускорения маятника его моменту инерции. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Проверка обратной пропорциональности углового ускорения маятника его моменту инерции.



Если момент силы, действующий на маятник, оставить постоянным (), но изменять момент инерции маятника, то из (1) следует, что различные моменты инерции маятника и и угловые ускорения и , с которыми он вращается, связаны соотношениями: , , и должно выполняться равенство

. (10)

 

Примечание. Пусть момент инерции маятника (без цилиндров на стержнях). Изменить момент инерции можно путем симметричного закрепления на стержнях указанных цилиндров. Момент инерции такой системы определится по формуле

 

, (11)

 

где момент инерции одного цилиндра, который можно рассматривать как материальную точку ( масса цилиндра, расстояние от оси вращения до центра масс цилиндра (см. рис.1)).

 

 

Порядок выполнения работы

 

1. Проверка основного закона динамики вращательного движения твердого тела при J = const.

 

1. Ознакомиться с устройством установки! Записать в отчет точность секундомера и штангенциркуля, цену деления измерительной линейки.

2. Снять цилиндры, укрепленные на стержнях маятника.

3. Закрепить фиксаторы Д (рис.1) и сбалансировать маятник.

4. Измерить штангенциркулем диаметр вала, на который наматывается нить. Значение занести в табл. 1.

5. Поместить в чашку, подвешенную на нити, меньший из предложенных для эксперимента грузов.

6. Вращая маятник, поднять чашку с грузом на высоту не менее 80 см от пола.

7. Отпустив маятник и одновременно включив секундомер, измерить время движения чашки с грузом до нижней точки.

8. Занести в табл.1 значение массы опускающегося груза , расстояние , на которое опустился груз и время движения .

Внимание! В массу входит масса чашки ( масса чашки - 27 г ) и масса груза ( масса груза указана на нем ).

9. Операции, указанные в п.п. 6-8, повторить еще два раза для той же высоты. Определить среднее время движения . Результат занести в табл.1.

10. Заменить груз в чашке на больший и провести с ним аналогичные (см. п.п. 6-9) действия.

11. По формулам (5), (7), (8) вычислить для опытов с первым и вторым грузами значения . Записать результаты в табл. 1.

12. Проверить справедливость соотношения (9). Сделать вывод.

13. Вычислить среднее значение момента инерции маятника по формуле .

Таблица 1.

 
Ед. изм.
                       
   
   
             
   
   

 

Точность секундомера _____________________

Точность штангенциркуля ______________

Цена деления измерительной линейки_________

 

2. Проверка основного закона динамики вращательного движения

твердого тела при M = const.

 

1. Изменить момент инерции маятника. Для этого установить на стержнях маятника цилиндры на одинаковых расстояниях от оси вращения. Закрепить фиксаторы Д и сбалансировать маятник.

2. Измерить расстояние от оси вращения до центра масс одного из цилиндров. Записать в табл. 2 расстояние и массу цилиндра (значение массы указано на цилиндре).

3. Поместить в чашку больший груз, который использовался в предыдущем задании.

4. Вращая маятник, поднять груз на высоту не менее 80 см от пола. Отпустив маятник и одновременно включив секундомер, измерить время движения груза до нижней точки.

5. Занести в табл.2 время движения , расстояние , на которое опустился груз, и массу (чашки с грузом).

6. Операции, указанные в п.п. 4-5, повторить еще два раза для той же высоты. Определить среднее время движения .

7. По формуле (7) вычислить для опытов с данным грузом значение .

8. Из табл.1 перенести в табл.2 значения и .

9. По формуле (11) вычислить , в качестве используя , и записать в табл.2.

10. Проверить справедливость соотношения (10), взяв в качестве значение , а в качестве значение .Сделать вывод.

 

 

Таблица 2.

 
Ед. изм.    
                         
   
   

Контрольные вопросы

 

1. Дайте понятие абсолютно твердого тела.

2. Дайте определение углового перемещения, угловой скорости и углового ускорения.

3. Покажите связь между угловыми и линейными кинематическими характеристиками движения материальной точки.

4. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси.

5. Дайте определение момента силы относительно точки и относительно оси. Как рассчитывается момент силы натяжения нити в данной работе?

6. Дайте определение момента инерции тела. Как определяется момент инерции маятника Обербека в данной работе?

7. Как экспериментально проверяется основной закон динамики вращательного движения с помощью маятника Обербека?

8. Порядок выполнения лабораторной работы. Обработка результатов измерений.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11-4

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-23; просмотров: 227; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.87.133.69 (0.016 с.)