ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ. Цель работы: проверить выполнение основного закона динамики вращательного движения, определить момент инерции маятника Обербека

Студенты

 

Группа

 

Преподаватель

 

Дата

 

Челябинск

 

Цель работы: проверить выполнение основного закона динамики вращательного движения, определить момент инерции маятника Обербека.

Оборудование: маятник Обербека, секундомер, грузы.

 

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

Согласно основному закону динамики вращательного движения угловое ускорение тела ……..

 

Уравнение закона имеет вид:

 

Изучение закономерностей вращательного движения производится с помощью маятника Обербека. Он представляет собой крестовину, которая может вращаться вокруг оси. На шкив маятника наматывается нить, на конце которой подвешен груз массы m.

Для подтверждения основного закона динамики вращательного движения следует независимо определить момент силы натяжения нити Т ₁ и угловое ускорение крестовины маятника. Закон динамики будет подтвержден, если на построенном графике зависимости углового ускорения крестовины от момента силы экспериментальные точки будут близко расположены относительно прямой линии. Угловой коэффициент этой линии равен…….

 

Момент силы натяжения нити Т ₁, действующий на маятник, определим по формуле………….... Силу натяжения Т ₂ (равную Т ₁) можно определить из уравнения динамики поступательного движения груза:

 

Так как ускорение падения груза мало, то момент силы натяжения можно рассчитать по формуле:

 

Угловое ускорение e крестовины связано с тангенциальным ускорением точек шкива соотношением: a =… Такое же ускорение имеет груз. Для экспериментального определения ускорения груза применим уравнение кинематики равноускоренного движения: а =……….. Тогда угловое ускорение крестовины можно рассчитать по формуле:

 

ε =, где t– ……….

 

По графику зависимости ∙ ε (М) момент инерции можно рассчитать как угловой коэффициент по формуле:

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

Высота падения Н, см
Радиус шкива r, мм
Расстояние до цилиндров l, см

m, г	t, c	e, рад/с	M, Н∙ м

 

Пример расчета момента силы:

 

М = mg r=

 

Пример расчета углового ускорения: =

Расчет среднего значения момента инерции маятника:

=

Оценка случайной погрешности измерения момента инерции:

=

Результат измерения момента инерции маятника J =………±… … кг∙ м², Р = 0, 90.

Сравнение с расчетным значением момента инерции четырех цилиндров:

J_цил = 4 m_цил l ² =

 

Выводы.

 

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ