Главная страница
Навигация по странице:

  • Измерительные приборы

  • Ответы на контрольные вопросы

    		•

    Лаба 1. Изучение вращательного движения на маятнике Обербека. Изучение вращательного движения на маятнике Обербека


    Скачать 85.63 Kb.
    НазваниеИзучение вращательного движения на маятнике Обербека
    Дата12.02.2023
    Размер85.63 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛаба 1. Изучение вращательного движения на маятнике Обербека.docx
    ТипЛабораторная работа
    #933545

    Лабораторная работа.

    Тема: «Изучение вращательного движения на маятнике Обербека»

    Цель работы: Экспериментальная проверка уравнения динамики вращательного движения твердого тела.
    Измерительные приборы:

    • Секундомер

    • Линейка


    Цена деления линейки: 10 см

    Цена деления секундомера 0.01 с.
    Схема установки:



    Путь платформы h =1,600 м.

    Длина стержней от оси вращенияl =0,230 м.

    Диаметр шкива D=0,020м.

    Масса платформы =0,100 кг.

    Масса груза на стержнях =0,140 кг.

    Масса стержня = 0,090 кг.

    Расстояние от оси вращения до положения грузов на стержне R= 0,220 м
    Ход работы

    Таблица. Результаты измерений:


    № опыта


    , c
    , c
    , c


    , Н×м
    ,

    1.
    0,2
    26,44
    26,45
    26,35
    26,41
    0,02
    0,46

    2.
    0,3
    20,31
    20,39
    20,41
    20,36
    0,03
    0,77

    3.
    0,4
    17,09
    17,26
    17,18
    17,17
    0,04
    1,09

    4.
    0,5
    15,59
    15,53
    16,19
    15,77
    0,05
    1,29

    5.
    0,6
    14,15
    14,21
    14,32
    14,23
    0,06
    1,58


    Расчет момента силы натяжения нити:

    Расчет углового ускорения:



    Рис. 1. График зависимости от
    Расчет экспериментального значения момента инерции маятника

    Теоретическое значение момента инерции маятника: = 0,0334

    Сравнение теоретического и экспериментального значения момента инерции: – отличие экспериментального и теоретического значения момента инерции менее чем на 7% дает хорошее согласие теории и опыта.
    Вывод: В результате проведенного эксперимента получено хорошее согласие экспериментальных данных с данными полученными в результате использования уравнения динамики вращательного движения тела, что говорит о применимости данного уравнения в соответствующих расчетах.
    Ответы на контрольные вопросы:


    1. В эксперименте с маятником Обербека проверяется закон сохранения момента импульса, при этом измеряется время опускания платформы с различным грузом.

    2. – угловая скорость вращения маятника(направлено на нас)

    – угловое ускорение маятника(направлено на нас)

    – момент силы натяжения нити: ,

    ,

    (направлено на нас)

    – момент силы трения качения в оси блока(направлено от нас)

    1. Т.к. , где a –линейное ускорение: – по формулам кинематики, где t – время опускания платформы, то



    Линейное ускорение связано с угловым следующей формулой: и тогда: и .

    Момент инерции системы состоит из моментов инерции четырех масс . Момент инерции каждой массы равен: , R – расстояние масс от оси вращения, и момента инерции4-х стержней: , тогда суммарный момент инерции будет:



    1. Потому что при увеличении массы перегруза, момент сил трения перестанет быть постоянным и начнет расти вместе с ростом момента силы натяжения нити.

    2. Чтобы учесть все силы, действующие на маятник, потому что, если маятник при отсутствии нагрузки начнет двигаться, значит, на него действуют дополнительные, не учтенные силы. Как правило такая ситуация может возникнуть, если расстояния масс различны и центр масс не совпадает с центром вращения.

    написать администратору сайта