- •1 Теоретичні відомості
- •1.1 «Інструкція № 45 «з охорони праці для курсантів під час проведення лабораторних та практичних занять з фізики»».
- •1. Загальні вимоги безпеки
- •2. Вимоги безпеки перед початком робіт
- •3. Вимоги безпеки під час проведення лабораторних і практичних занять.
- •4. Вимоги безпеки по закінченню роботи
- •5. При виникненні надзвичайних ситуацій
- •1.2 Інструкція з пожежної безпеки
- •1.3 Методичні рекомендації до підготовки, виконання, оформлення та захисту звіту лабораторних робіт.
- •1.3.1 Мета і задачі лабораторних занять
- •1.3.2 Організаційні принципи проведення лабораторних занять.
- •1.3.3 Методичні рекомендації до підготовки і виконання лабораторних робіт.
- •1.3.3.2 Методика проведення експериментальних досліджень. Отримання дозволу на виконання лабораторної роботи.
- •1.3.3.3 Обробка результатів експерименту та оформлення звіту
- •2. Завдання
- •3. Виконання лабораторної роботи.
- •4. Контрольні запитання та завдання. 4.1 Контрольні запитання.
- •4.2 Контрольні завдання
- •1. Теоретичні відомості
- •1 .1 Основні поняття та закономірності кінематики поступального руху. 1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності
- •1.2 Основні поняття та закономірності динаміки поступального руху. 1.2.1 Основні поняття
- •1.2.2 Основні закономірності
- •1.3 Механічна енергія та робота
- •2. Будова та принцип дії лабораторного пристрою «машина Атвуда» фм-11м
- •2.1 Будова пристрою фм-11м
- •2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-11м
- •1. Визначення прискорення тіл.
- •2. Визначення імпульсу сили та зміни імпульсу системи тіл. Імпульс сили f за час її дії tе знаходиться згідно формули (3):
- •3. Визначення енергії тіл на початку і в кінці їх руху
- •3.2 Завдання
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень.
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків.
- •3.2.3 Аналіз результатів досліджень та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання
- •4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
- •1.Теоретичні відомості
- •1.1 Основні поняття та закономірності.
- •1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності
- •2. Будова та принцип дії лабораторного пристрою «Співудар куль» фм-17м.
- •2.1 Будова пристрою фм-17м.
- •2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-17м.
- •3.1.2.2 Перевірка загальної працездатності обладнання
- •3.2 Завдання
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень. Дослідження №1.
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків.
- •3.2.3. Аналіз отриманих результатів та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання 4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Основні поняття та закономірності кінематики обертального руху. 1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності.
- •1.2 Основні поняття та закономірності динаміки обертального руху 1.2.1 Основні поняття
- •1.2.2 Основні закономірності
- •1.3 Механічна енергія
- •2. Будова та принцип дії лабораторного пристрою «Маятник Обербека» фм-14м
- •2.1 Будова пристрою фм-14м
- •2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-14м
- •3. Виконання досліджень 3.1 Підготовка обладнання.
- •3.1.2 Перевірка працездатності обладнання.
- •3.2 Завдання:
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків
- •3.2.3 Аналіз результатів досліджень та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання 4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Основні поняття та закономірності кінематики обертального руху.
- •1.1.1 Основні поняття.
- •1.1.2 Основні закономірності
- •1.2 Основні поняття та закономірності динаміки обертального руху. 1.2.1 Основні поняття
- •1.2.2 Основні закономірності
- •1.3 Механічна енергія
- •2. Будова, теоретичні основи та принцип дії пристрою «Гіроскоп» фм-18м
- •2.1 Будова пристрою фм-18м
- •3. Виконання досліджень 3.1 Підготовка обладнання
- •3.1.1 Огляд обладнання
- •3.1.2 Перевірка працездатності обладнання
- •3.2 Завдання
- •3.2.1 Виконання експериментальних досліджень
- •3.2.2 Виконання розрахунків та побудова графіків.
- •3.2.3 Аналіз результатів дослідження та висновки
- •4. Контрольні запитання та завдання 4.1 Контрольні запитання
- •4.2 Контрольні завдання
2.2 Теоретичні основи та принцип дії пристрою фм-14м
Маятник Обербека дозволяє визначити шлях пройдений вантажем (зв’язаним з обертовою системою тіл ниткою перекинутою через шків) при рівноприскореному русі та час його руху. Використовуючи ці дані, можна розрахувати кутове прискорення обертової системи тіл, їх момент інерції,момент імпульсу та механічну енергію.
Примітка: для спрощення розрахунків, тертям на вісях обертання тіл, моментами інерції шківів та опором повітря нехтуємо. Конструкція пристрою таке спрощення допускає: шківи легкі, мало інерційні, обертаються на підшипниках.
Н
T
атискування кнопки «Пуск» на блоці ФМ1/1 призводить до початку відліку часу секундоміром і відключення електромагнітного гальма. Під дією сили тяжіння F
T
F
в
= m g
В
в
антаж масою m починає рівноприскорено рухатись вниз. При перетині
ним оптичної вісі фотодатчика відлік часу зупиняється і на індикаторі висвітлюється час t руху вантажу. Шлях h, пройдений вантажем, визначається за шкалою і рівний
h
0
= x − x , де, x – координата верхньої площини вантажу, коли він
з
x
x
находився у початковому (верхньому положенні) (визначається з допомогою візиру), 0 – координата нижньої площини вантажу, коли він перетинає оптичну вісь фотодатчика і зупиняє відлік часу ( 0 і вісь фотодатчикаспівпадають з червоною площиною кронштейну фотодатчика).
Знаючи час руху t та пройдений шлях h вантажем, з рівняння рівноприскореного руху, знаходиться його прискорення
a
2
h
= t2 (29)
66
в Ш
2
h
Т
u
t
ак як вантаж і шків обертової системи тіл зв’язані ниткою, то їх лінійні швидкості uв = t та прискорення відповідно рівні a = a . Враховуючи це, та
використовуючи формули (6), (2), можна знайти кутове прискорення
e
a
= RШ (30) та кутову швидкість w =et , обертової системи. (31)RШ – радіус шківа обертової системи тіл, w0 = 0.
Прискорений рух обертової системи тіл зумовлений обертовим моментом M сили F натягу нитки. Згідно формули (8)
M
в
= RШ ×F (32) Сила F визначається з рівняння вертикального руху вантажу m (другий
закон Ньютона).
F
T в
− F = m a
В
T
в
раховуючи, що сила тяжіння вантажу F = m g , отримуємо
F
в
= m (g −a) (33) Використовуючи основне рівняння динаміки обертального руху (23) та
(29), (30), (32), (33), отримуємо формулу для розрахунку моменту інерції обертової системи тіл на основі експериментальних даних.
J = m R2 gt2 −1
(34)
Теоретичне значення моменту інерції досліджуваної системи тіл (хрестовина і чотири циліндричних тіла) розраховується у відповідності з
формулами (14), (15), (16), (21).
J = JX + 4(JЦ + JT + JT^ ) (35)
2
m l
д
C C
C
C
е, JX = 2 12 – момент інерції двох стержнів хрестовини (l = 0,15м – довжина одного стержня, m = 0,023кг – маса стержня);
J
2
Ц = mRЦ – момент інерції центру маси одного тіла масою m,
закріпленого на стержні відносно вісі обертання (RЦ – відстань центру маси тіла від вісі обертання; m = 0,114кг );
67
Ц
3
2
ml
JT = 12 – момент інерції закріпленого на стержні тіла відносно вісі, яка проходить через його центр маси і паралельна вісі обертання (l = 0,02м і
r = 0,015м – відповідно, довжина; m = 0,114кг).
Враховуючи значення JX , JЦ , JT, JT^ формула (35) приймає вигляд:
2
m l
6
J = C C+ m4R + l2 + r2
(36)