физика лабораторная работа 2 тусур. 2 лабараторная работа по физикефизике (Автосохраненный). Лабораторная работа по курсу общей физики динамика маятника обербека проверил
 Скачать 77.03 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Кафедра Физики ОТЧЕТ Лабораторная работа по курсу общей физики ДИНАМИКА МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА Проверил Выполнил Преподаватель Студент гр.510-1 ___________ Бурнашов А.В. ___________ Савченко А.О. “23” октября 2020 г. "21" октября 2020 г. 2020 ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы является экспериментальное исследование зависимости углового ускорения от конструктивных параметров маятника, а именно от момента инерции I привесок. 1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ Экспериментальная установка (Рис. 1.1) представляет собой крестообразный маятник (маятник Обербека), смонтированный на основании, содержащем электронный счетчик времени (таймер) заданного числа оборотов.  1 – Основание, 2 – Винт регулировки, 3 – Привеска, 4 – Спица, 5 – Барабан, 6 – Нить, 7 – Блок, 8 – Стойка, 9 - Грузик. Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки Методика эксперимента заключается в следующем: установив все 4 привески на минимальном расстоянии от оси барабана и закрепив их винтами, придерживая любую спицу непосредственно перед областью фотоприемника, выставить рукоятку числа оборотов на цифру 5 и нажать кнопку «Сброс», после чего отпустить спицу, предоставив маятнику возможность свободно вращаться. Затем, после остановки таймера, записать показания. После вернуть маятник в исходное положение и переместить привески вдоль стержней на 1-2 см дальше от оси вращения, нажать кнопку «Сброс», отпустить спицу и снять показания после остановки таймера. Привески перемещаем до тех пор, пока они не окажутся на конце стержня. 2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ Выражение для расчета зависимости времени движения груза от момента инерции привесок:  (2.1) – момент силы трения в подшипниках барабана  – момент инерции ненагруженного маятникаm – масса груза  – суммарный момент инерции привесокR – радиус барабана Так как  зависит от I линейно, так что график функции  , т.е. зависимости от I должен представлять собой прямую линию  Формула углового коэффициент k этой линии: (2.2) (2.3)Определение углового коэффициента k прямой линии (I), как отношение приращения функции к приращению аргумента: (2.4) – приращение аргумента (произвольный отрезок) ) – соответствующее приращение функцииФормула для расчёта момента инерции привесок:  (2.5) – масса одной привескиr– расстояние от центра барабана до центра привески Из формулы (2.2) выведем формулу для определения момент силы трения в подшипниках барабана:  (2.6)Из формулы (2.3) выведем формулу для определения момента инерции ненагруженного маятника:  (2.7)Из формулы (2.3) находим формулу для расчёта момента инерции ненагруженного маятника:  (2.8)Выражение для расчета абсолютной погрешности по методу Стьюдента:  (2.9) – коэффициент Стьюдента (в этом случае он равен 2,6) – случайная погрешность при многократных измерениях 3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ Результаты экспериментальной зависимости времени падения груза от момента инерции привесок приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – экспериментальная зависимость времени падения груза от момента инерции привесок
Используя формулу (2.5) произведем расчеты для момента инерции привесок в каждом из опытов и занесем результаты в таблицу 3.1. По формуле (2.4) рассчитаем угловой коэффициент k:   ,08  b=4,7 По формуле (2.8) определим абсолютную погрешность:  Из формулы (2.6) рассчитаем момент силы трения:  Из формулы (2.8) рассчитаем момент инерции ненагруженного маятника:  Используя данные таблицы 3.1 и результаты расчета погрешностей, строим график зависимости от I. Данная зависимость представлена на рисунке 3.1. Рисунок 3.1 – Зависимость от IЗАКЛЮЧЕНИЕ График, построенный на основании обработанных данных экспериментальных измерений показал, что квадрат времени зависит от момента инерции линейно, так же момент инерции зависит от конструктивных параметров маятника, а именно от момента инерции привесок. |
1,299см