Физический практикум
жүктеу/скачать 5.36 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Прядок выполнения работы
- Контрольные вопросы
| Правила безопасности
Они соответствуют общим правилам безопасности работы на устройствах с напряжением 220-280В. Прибор допускается к эксплуатации только при наличии заземления. Прядок выполнения работыИспользуя чертеж и описание установки на рабочем месте познакомиться с ее устройством и принципом работы. Убедиться в наличии трех разных перегрузков , двух одинаковых грузиков с массой М. Массы М грузиков и перегрузков . Занести в таблицу 1. Таблица1
Вставить вилку установки в сеть 220В. Нажав клавиш W1, включить установку. Перемещая подвижные кронштейны 4 и 5, выбрать произвольные значения путей равноускоренного и записать в таблицу 1. Поместить на правый грузик перегрузок с массой . Нажав клавиш W3, выключить магнит, позволив, таким образом, грузикам двигаться. После удара правого грузика в нижний кронштейн 18, время его равномерного движения записать в табл. 1. нажать клавиш W2 – «сброс». Повторить операцию, описанную в пункте 4 еще два раза, используя перегрузки с массами и . Время заносит в таблицу 1. По расчетной формуле (26) вычислить три значения ускорения свободного падения , где I = 1,2,3 и занести в таблицу. Найти среднее значение . По формуле Стьюдента вычислить абсолютную погрешность результата измерения. Значение для доверительной вероятности 0,95 и для n=3 измерения из таблицы. Записать окончательный результат в виде доверительного интервала . (29) Определить точность измерения, вычислив относительную погрешность измерения по формуле % (30) Контрольные вопросыЧто называется механическим движением? Какими уравнениями описывают положение в пространстве?Дать определение основным кинематическим величинам (траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение)? Законы Ньютона. Какими силами оперирует механика? Вывести рабочую формулу для определения ускорения свободного падения? Изложить метод измерений. Лабораторная работа № 18 Маятник Максвелла Цель работы: изучение законов динамики вращательного движения и сохранения энергии на примере определения момента инерции. Оборудование: маятник Максвелла FRM – 03 с набором металлических колец, штангенциркуль. Теоретическое введение Вращательное движение твердого тела можно изучить с помощью маятника Максвелла. Маятник Максвелла представляет собой твердое тело цилиндрической или другой формы с длинной осью, подвешенный бифилярно к стойке, способное совершать одновременно поступательно-колебательное и вращательное движения совместно с осью вращения (рисунок 1). Рисунок 1 Диск с намотанной на его ось двойной нитью отпускается и начинает вращательно-поступательное движение вниз, а затем вверх. В течение эксперимента легко проследить, как осуществляется превращение одного вида энергии в другой. В верхней точке маятник неподвижен и его полная энергия равна потенциальной энергии. По мере опускания диск приобретает все большую угловую скорость, вращаясь в каждый момент вокруг точки касания нити оси диска. Следовательно, возрастает и кинетическая энергия вращательного движения диска. В нижней точке эта энергия достигает максимума, а потенциальная энергия равна нулю. Благодаря запасенной кинетической энергии диск начинает подъем. При этом высота подъема не равна прежней: часть энергии превращается в другие виды энергии. Вращение твердого тела постоянной массы вокруг неподвижной оси описывается уравнением (1) где – момент сил, действующих на тело; J – момент инерции тела; – угловое ускорение. М оментом силы относительно некоторой оси называется векторное произведение радиус- вектора, проведенного в точку приложения силы от оси вращения по кратчайшему расстоянию, на составляющую вектора силы, лежащую в плоскости вращения. Момент силы – аксиальный вектор, он направлен вдоль оси вращения. Направление вектора момента силы определяется правилом буравчика, так что, если смотреть из конца вектора, то движение тела происходит против часовой стрелки (2) Модуль вектора , где α – угол между и . Моментом инерции твердого тела относительно оси вращения называется физическая величина, равная сумме произведений масс материальных точек системы на квадраты расстояний до рассматриваемой оси (3) Уравнение (1) является прямым следствием второго закона Ньютона и вполне применимо для описания движения маятника Максвелла (без учета квазиупругих сил). В экспериментальной установке момент сил создается силой тяжести маятника и парой нитей, навитых на ось. Полагая, что силы трения здесь невелики можно, измеряя время прохождения маятника из состояния покоя ( ) до заданного расстояния , легко найти ускорение груза (4) или же , (5) используя радиус оси и силу натяжения нити найдем (6) откуда уравнение движения маятника определяется , (7) где m – полная масса маятника. жүктеу/скачать 5.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|