5 лаба. Отчет по лабораторнопрактической работе 5 определение момента инерции в машине атвуда выполнил Факультет
![]()
|
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” кафедра физики ОТЧЕТ по лабораторно-практической работе № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ В МАШИНЕ АТВУДА Выполнил Факультет ФКТИ Группа № 5372 Преподаватель Мирошкина Т.Я..
“Выполнено” “____” ___________ Подпись преподавателя __________ РАБОТА 5ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ В МАШИНЕ АТВУДАЦель работы: изучение вращательного и поступательного движений на машине Атвуда, определение момента инерции блока и момента сил трения в оси блока. Описание установки и её назначение.Машина Атвуда является настольным прибором, ее изображение приведено на рис. 3.1. На вертикальной стойке 1 основания 2 расположены три кронштейна: нижний 3, средний 4 и верхний 5. На верхнем кронштейне 5 крепится блок с узлом подшипников качения, через который переброшена нить с грузом 6. На верхнем кронштейне находится электромагнит 7, который при подаче на него напряжения с помощью фрикциона удерживает систему с грузами в неподвижном состоянии. Н ![]() Рис. 3.1 а среднем кронштейне 4 крепится фотодатчик 8, выдающий электрический сигнал по окончании счета времени равноускоренного движения грузов. Также на вертикальной стойке 1 укреплена миллиметровая линейка 9, по которой определяют начальное и конечное положения грузов, т. е. пройденный путь. Начальное положение определяют визуально по нижнему краю груза, конечное положение – по риске среднего кронштейна. Секундомер 10 выполнен как самостоятельный прибор с цифровой индикацией времени. Машина Атвуда предназначена для изучения законов поступательного и вращательного движений. Принцип работы установки основан на том, что, когда на концах нити подвешены грузы различной массы, система начинает двигаться равноускоренно. В комплект грузов входит несколько перегрузов, что позволяет исследовать движения с различными ускорениями. Основные расчетные формулы. 1. М= (T1 – T2)r – Mтр = I- уравнение, описывающее вращение блока. Где r – радиус блока; Mтр – момент сил трения в оси блока; I – момент инерции блока; – угловое ускорение блока. 2. M = r ((m1+mi) (g – a)– m2(g + a)) – развернутая формула 1. Где m1и m2 – массы 1-го и 2-го грузов; mi – масса перегруза, находящегося на 1-м грузе; a – ускорение грузов. 3.a = 2S / t2 - формула для определения ускорения грузов. =a/ r=2 S/ (rt2) – формула для определения углового ускорения блока. S = h0– h1 - путь. 4.Определение момента инерции блока I и момента сил трения в блоке Mтр: Если сопоставить уравнение №1:M=I+Mтр; Уравнению №2:Y = aX + b, то получим: I= ![]() ![]() ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ В МАШИНЕ АТВУДА![]() Выполнил Яремчук В.Я. Факультет ФКТИ Группа № 5372 “____” __________ _____ Преподаватель Мирошкина Т.Я. ![]() ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ 1.Проверка на промахи времени ti: Наименование: секунды (с). ![]() а) Для t1 : | t1- t1i |/R1 ![]() ![]() ![]() б) Для t2: | t2- t2i |/R2 ![]() ![]() ![]() в) Для t3: | t3- t3i |/R3 ![]() ![]() ![]() г) Для t4: | t4- t4i |/R4 ![]() ![]() ![]() д) Для t5: | t5- t5i |/R5 ![]() ![]() ![]() е) Для t6: | t6- t6i |/R6 ![]() ![]() ![]() 2.Прямые измерения для t1: а) Проверка на промахи времени ti: | t1- t1i |/R1 ![]() ![]() ![]() б) Расчет среднего: ![]() в) Среднеквадратичное отклонение среднего арифметического: ![]() г) Расчет доверительной погрешности по размаху выборки: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() д) Приборные погрешности: ![]() е) Расчет полной погрешности: ![]() ![]() ![]() ![]() 3.Вычислим i значений M, ![]() M = r ((m1 + mi) (g – a) – m2(g + a)) a = 2S / t2 =a/ r=2 S/ (rt2) 1. S=h0-hi=S1=S2=S3=S4=S5=S6=0.33м-0,038м=0,292м=const a11=2S / t112=0.117м/с2 ![]() M11=r ((m1 + ![]() ![]() 2. a12=2S / t122=0.110м/с2 ![]() M12=r ((m1 + ![]() ![]() 3. a21=2S / t212=0.108м/с2 ![]() M21=r ((m1 + ![]() ![]() 4. a22=2S / t222=0.110м/с2 ![]() M22=r ((m1 + ![]() 5. a31=2S / t312=0.162м/с2 ![]() M31=r ((m1+ ![]() 6. a32=2S / t322=0.159м/с2 ![]() M32=r ((m1+ ![]() 7. a41=2S / t412=0.265м/с2 ![]() M41=r ((m1+ ![]() ![]() 8. a42=2S / t422=0.252м/с2 ![]() M42=r ((m1+ ![]() ![]() 9. a51=2S / t512=0.278м/с2 ![]() M51=r ((m1+ ![]() ![]() 10. a52=2S / t522=0.277м/с2 ![]() M52=r ((m1+ ![]() ![]() 11. a61=2S / t612=0.362м/с2 ![]() M61=r ((m1+ ![]() ![]() 12. a62=2S / t622=0.366м/с2 ![]() M62=r ((m1+ ![]() ![]() 4. Определение I и Mтр: Если сопоставить уравнение №1:M=I+Mтр; Уравнению №2:Y = aX + b, то заменим Mтр на b, а Iна a, на X и M на Y. После замены получим следующее: №1I= ![]() ![]() Где N=12 Подставим: I= ![]() ![]() ![]() ![]() Mтр= ![]() ![]() 5. График зависимости M от : ![]() |