- •Расчет погрешностей при определении объема тела правильной формы
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование неупругого удара с помощью баллистического маятника
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение колебательных движений
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение момента инерции твердого тела
- •Теоретическое введение
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение коэффициента вязкости воздуха, средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Определение отношения теплоемкостей воздуха методом адиабатического сжатия и расширения
- •Теоретическое введение
- •Описание метода измерения и прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение поверхностного натяжения жидкости методом кантора – ребиндера Теоретическое введение
- •Описание прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
Порядок выполнения работы
Задание1.
1. На штативе укрепить пружину и подвесить к ней груз известной массой.(m= 1кг, ∆m= 0,001кг)
2. Оттянув груз, возбудить малые колебания. С помощью секундомера определить время десяти полных колебаний и записать в таблицу. Измерения повторить не менее трех раз. Найти среднее значение времени.
3. Подсчитать период колебания: Т= t/N, где N- число колебаний.
4. По формуле определить коэффициент жесткости пружины.
5. Определить абсолютную погрешность измерений t, T,
, где.
6. Определить относительную погрешность косвенного измерения коэффициента жесткости пружины по формуле:
к=(K/Kср). 100 %.
7. Запишите результаты измерений в виде: m = (m m), t = (tср tмах), K=(Kср Kмах),к.
Таблица измерений
№ п/п |
ti (c) |
ti =ti - tср с |
Ti (c) |
Ti =|Ti- Tcp |(c) |
K (Н/м) |
1. 2. 3. 4. 5. |
|
|
|
|
|
Сумма |
|
|
|
|
|
Среднее значение |
|
|
|
|
|
Задание 2.
1. Физический маятник (стержень) установить на опоре и вывести его из положения равновесия.
2. Измерить время 10 полных колебаний и записать в таблицу. Измерения производить не менее 5-ти раз, найти среднее значение.
3. Рассчитать значение периода Т=t/N, абсолютную погрешностьТ.N- количество колебаний
4. Измерить расстояние от точки подвеса до центра масс.
L = (0,42 ± 0,002) [м].
5. По формуле подсчитать момент инерции стержня.
6. Подсчитать абсолютную погрешность измерения момента инерции.
7. Определить относительную погрешность измерения момента инерции
J= (J/Jср). 100 %.
8. Записать результат измерений в виде: J[%], J =(Jср J).
Таблица измерений
№ п/п |
ti(с) |
ti(с) |
Тi(c) |
Тi(c) |
J (кг .м2) |
1 2 3 4 5 |
|
|
|
|
|
Сумма |
|
|
|
|
|
Ср.зн. |
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Основные виды колебаний.
2. Уравнение гармонических колебаний. Скорость и ускорение гармонических колебаний.
3. Сложение гармонических колебаний.
4. Энергия гармонических колебаний.
5. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Определение момента инерции твердого тела
Цель работы: Научиться определять момент инерции твердого тела.
Теоретические вопросы: линейная и угловая скорости, связь между ними; момент силы; момент инерции; момент инерции симметричных тел - шара, диска, цилиндра; основное уравнение динамики вращательного движения; момент импульса; метод определения момента инерции твердого тела, вращающегося вокруг оси; кинетическая энергия вращающегося тела.
Оборудование:установка для определения момента инерции, секундомер, штангенциркуль, линейка.
Теоретическое введение
Представим некоторое твердое тело массой m, которое может вращаться вокруг неподвижной оси. Разобьем его на отдельные бесконечно малые элементы с массами dm, вращающиеся около выбранной оси с общей для тела скоростью: . Если расстояние от одного из таких элементов до оси вращения Riто его кинетическая энергия:
W = dmv2/2 = dm(Ri2/2 = dmRi22/2.
Просуммировав энергии всех элементов, на которые было разбито тело, получим кинетическую энергию всего вращающегося тела
.
Величина
(1)
сумма произведений массы каждого элемента на квадрат его расстояния до оси вращения называется моментом инерции тела относительно оси вращения. Момент инерции является количественной мерой инертности вращающегося тела.
Таким образом, кинетическая энергия вращающегося тела определяется по формуле:
Wk= J2/2. (2)
Расчет момента инерции по формуле (1) для тел правильной геометрической формы приводит к простым выражениям: для сплошного диска (маховика) с массой Mм и радиусом Rм
J м= Mм .Rм2/ 2, (3)
для кольца:
J k= mk . Rk,(4)
момент инерции маховика с кольцом будет равен сумме их моментов инерции:
J = J k + Jм. (5)
Предположим, что на вращающееся около некоторой оси твердое тело с моментом инерции Jдействует постоянный моментM, который равен сумме моментов отдельных сил, действующих на тело. Под действием этого вращающегося момента твердое тело приобретает угловое ускорениеравное= M/ J равенство М = J(6) называют основным уравнением динамики вращательного движения.