Лабораторная работа : Изучение динамики вращательного движения на маятнике Обербека

Лабораторная работа : Изучение динамики вращательного движения на маятнике Обербека Дано: h=1600м mп=0,100кг Iст=0,230м mст=0.090кг D=0.020м m0=0,140кг R=0.220м N опыта D, м m=mп+mr t1 t2 t3 tср Mн,Н*м ɛ , с-2 1 0,020 0,2 27,02 27,04 26,40 26,82 0,019 0.44 2 0,020 0,3 20,35 20,25 20,40 20,33 0,029 0.77 3 0,020 0,4 17,08 17,20 17,22 17,17 0,04 1,08 4 0,020 0,5 15,53 16,04 16,25 15,94 0,049 1,26 5 0,020 0,6 14,29 14,39 14,47 14,38 0,059 1,55 Опыт №1 tср=27,02+27,04+26,40/3=26,82 ɛ= с-2 Mн= Н*м Опыт №2 tср=20,35+20,25+20,40/3=20.33 ɛ= = c-2 Mн =*0.3*=0.01*0.3*9.802=0.029 Н*м Опыт №3 tср=17,08+17,20+17,22/3=17,17 ɛ= = c-2 Mн =*0.4*=0,01*0,4*9,799=0,04 Н*м Опыт №4 tср=15,53+16,04+16,25/3=15,94 ɛ= =1,26 с-2 Mн =*0.5*=0,01*0,5*9,798=0,049 Н*м Опыт №5 tср=14,29+14,39+14,47/3=14,38 ɛ= ==1,55 с-2 Mн =*0.6*=0,01*0,6*9,795=0,059 Н*м Jэксп = (Мн2 – Мн1) / (ε2 – ε1)= (0,059-0,019)/(1,55-0,44)=0,04/1,11=0,04 По формуле J = 4× (1/3 × mст × l2 + m0 × R2) определяем расчётное значение момента инерции: 4*(1/3*0,090*0,2302*0,140*0,2202)=4*(0,33*0,090*0,053*0,140*0,048)=4*0,00001=0,000043 Вывод В ходе работы определяется момент инерции маятника, отношение моментов вращения к угловому ускорению не зависит от положения грузов на маятнике. Значения для моментов инерции, полученные теоретическим способом, примерно равны моментам инерции полученных в опытах. ^ Контрольные вопросы Какой закон механики проверяется в эксперименте с маятником Обербека ? Какие переменные измеряются в эксперименте? Динамика вращательного движения. Измеряется время движения платформы, с различным грузом. Укажите направление векторов ε; Мн; Мтр. Приведите определения этих величин. Направление вектора ε по оси y, Мн и Мтр по оси х. ε – угловое ускорение маятника. Мн – момент силы натяжения нити Мтр – момент силы трения качения в оси блока. Выведите уравнения (2.7), (2.9), (2.12). Момент, создаваемый силой натяжения нити Т, имеет вид: Мн = D/2 × Т Из уравнения движения платформы с перегрузком сила натяжения нити: ma = mg – T или T = m×(g – a) где m = mn + mг - суммарная масса платформы и перегрузка. Измеряя время t, в течение которого платформа с перегрузком из состояния покоя опустится на расстояние h, находим линейное ускорение платформы, a по формуле кинематики: a = 2h/t2, решая совместно систему вышеуказанных уравнений, получим выражение для момента: Мн = D/2×m×(g-2h/t2) Линейное ускорение точек обода шкива равно линейному ускорению платформы a. Угловое ускорение шкива есвязано с линейным ускорением aкинематическим соотношением: a = D/2е, формула кинематики a = 2h/t2 откуда следует ε = 4h/Dt2 вращательное движение твердое тело Расчётное значение момента инерции можно определить исходя из значений параметров установки – массы стержня mст, длины стержней от оси вращения lст, и расстояние от оси вращения до положения грузов m0R: J = 4× (1/3 × mст × l2 + m0 × R2) 4. Момент силы трения исключить невозможно. В соответствии с уравнением (2.10) относительную роль момента силы трения можно легко уменьшить, увеличивая момент силы натяжения нити, т.е. посредством увеличения массы перегрузка на платформе. Однако это не так. Почему? В реальном эксперименте момент силы трения Мтр исключить невозможно. При небольших нагрузках на ось вращения (при небольшой массе m) момент силы трения можно считать постоянным (Мтр = const ). 5. Почему важно удостоверится в том, что маятник в отсутствии нагрузки на нить находится в безразличном равновесии? Для проведения эксперимента и снятия реальных опытных показателей при любой ориентации стержней маятник должен оставаться неподвижным.

Похожие:

	К примерам решения задач к вариантам задач к титулу 1 2 Основное уравнение динамики вращательного движения абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси вращения z		Крестообразном маятнике обербека Нужно ответить на вопросы лабораторной работы. Вопросы в конце каждой лабораторной
	Лабораторная работа Определение удельного заряда электрона Целью лабораторной работы является изучение движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях		Лабораторная работа №1 «Алгоритмы» Цель: получение базовых навыков предпрограммирования, изучение видов и свойств алгоритмов, изучение способов составления алгоритмов...
	Лабораторная работа №3 При достаточно малых амплитудах графики колебаний маятника и линейного осциллятора практически не отличаются, что вызвано минимальным...		Решение задач по теме «Основы динамики» Учитель отмечает, что завершается сегодняшним уроком изучение темы «Законы движения» При изучении темы были получены определенные...
	Лабораторная работа №5 Изучение устройства высокоточных нивелиров типа н-05. Исследование оптического микрометра с плоскопараллельной пластинкой		Вступление в новый раздел физики «начала гравитационной динамики» Солнцем. В основе существующего представления этого движения лежат: закон тяготения и исследования проблемы движения небесных тел...
	Лабораторная работа №3 ...		Исследование поступательного и вращательного движения твердого тела Н=0,2м перемещается по горизонтальной и наклонной плоскостям. Уравнение движения sa(t) и угол наклона плоскости к горизонту α заданы...