Лабораторная работа №13. Лабораторная Работа №13. Лабораторная работа 13 (по физике) Изучение закона сохранения механической энергии Факультет ирт группа Т28120

• Название: Лабораторная работа 13 (по физике) Изучение закона сохранения механической энергии Факультет ирт группа Т28120
• Анкор: Лабораторная работа №13
• Дата: 11.01.2022
• Размер: 115 Kb.
• Имя файла: Лабораторная Работа №13.doc
• Тип: Лабораторная работа; #328725

Уфимский государственный авиационный технический университет

Лабораторная работа №13

(по физике)

Изучение закона сохранения механической энергии

Факультет: ИРТ

Группа: Т28-120

Выполнил: Дымов В. В.

Проверил:

Уфа – 2002

1. Цель работы: Изучение закона сохранения механической энергии и проверка его справедливости с помощью маятника Максвелла.
2. Приборы и принадлежности: маятник Максвелла.

1. 
   Основание
   
2. 
   Регулируемые ножки
   
3. 
   Колонка, миллиметровая шкала
   
4. 
   Неподвижный нижний кронштейн
   
5. 
   Подвижный кронштейн
   
6. 
   Электромагнит
   
7. 
   Фотоэлектрический датчик №1
   
8. 
   Вороток для регулирования длины бифилярной подвески маятника
   
9. 
   Фотоэлектрический датчик №2
   
10. 
    Маятник
    
11. 
    Заменные кольца
    
12. 
    Миллисекундомер
    

3. Таблица с результатами измерений и вычислений
3.1 Результаты измерений

t, сек	m, кг	hmax, м	tcp, с	J, кг*м2	a, м/с2
t1=2,185 t2=3,163 t3=2,167	mд=0,124 mо=0,033 mк=0,258 m=0,425	hmax=0,4025	tср=2,1717 tср=2,171±0,008	J=7,368*10-4	a=0,1707 a=0,1707±0,001

3.2 Результаты опытов

№ опыта	t, сек	h, м	En, Дж	En, Дж	Ek, Дж	Ek, Дж
1	t’=1,55	h’=0,205	En’=0,8337	En’=2,8138*10-2	Ek’=1,288	-
2	t’’=0	h’’=0,4025	En’’=2,1216	-	Ek’’=0	-
3	t’’’=2,1717	h’’’=0	En’’’=0	-	Ek’’’=2,1219	-

4. Расчет результатов измерений и погрешностей
4.1. Прямое измерение времени полного падения маятника

t₁=2,185c.

t₂=3,163c.

t₃=2,167c.
4.2. Расчет среднего времени полного падения


4.3. Расчет ускорения поступательного движения маятника

l=0,465м – длина нити

R=0,0525м – радиус кольца

h=l-R-0,01м=0,4025м – путь при падении маятника


4.4. Расчет высоты положения маятника в момент времени t’

;

; ;

v’ – скорость поступательного движения в момент времени t’



- скорость вращательного движения оси маятника в момент времени t’

r=0,0045м – радиус оси маятника


4.5. Вычисление момента инерции маятника



J₀ – момент инерции оси маятника

m₀=0,033кг– масса оси маятника

D₀= – диаметр осимаятника


J_д – момент инерции диска

m_д=0,124кг– масса диска

D_д= – диаметр диска


J_к – момент инерции накладного кольца

m_к=0,258кг– масса накладного кольца

D_к=0,11м – диаметр накладного кольца


4.6. Вычисление потенциальной энергии маятника относительно оси, проходящей вдоль оси

маятника, при положении в момент времени t’


4.7. Вычисление кинетической энергии маятника в момент времени t’



-кинетическая энергия поступательного движения

-кинетическая энергия вращательного движения

4.8. Расчет погрешности прямых измерений



4.9. Расчет погрешностей косвенных измерений







5. Конечные результаты:



6. Вывод:

Полная механическая энергия маятника в некоторый момент времени равна E=E_n+E_k

Для опыта №1:E’=E_n’+E_k’=0,8337Дж+1,288Дж=2,1217Дж

Для опыта №2:E’’=E_n’’+E_k’’=2,1216Дж+0=2,1216Дж

Для опыта №3:E’’’=E_n’’’+E_k’’’=0+2,1219Дж=2,1219Дж

Из данных опытов следует, что (разница в 10_­­^-3Дж обусловлена несовершенством измерительных приборов), следовательно, закон сохранения полной механической энергии верен.