3. Контрольные вопросы.

1. Что характеризует тангенциальное и нормальное ускорение?

2. Как связаны линейные и угловые характеристики движения?

3. Что называют плечом силы?

4. Что называется моментом силы относительно оси?

5. Что такое момент инерции материальной точки?

6. Что представляет собой момент инерции тела?

7. От чего зависит момент инерции тела?

8. Какое тело называется абсолютно твердым?

9. Какое движение называется вращательным?

10. В чем заключается основной закон динамики вращательного движения?

4. Домашнее задание.

Для выполнения работы необходимо изучить следующие вопросы:

- линейная и угловая скорости;

- тангенциальное, нормальное, полное и угловое ускорение;

- момент силы относительно оси вращения;

- момент инерции материальной точки и АТТ относительно оси вращения;

- основной закон динамики вращательного движения.

5. Лабораторное задание.

Установка (рис. 4) состоит из насаженных на одну ось шкива диаметром d и диска, на котором закрепляется исследуемое тело. На шкив намотана нить, к концу которой прикреплен груз массой m₁. Если нить перекинуть через блок и дать ей возможность ускоренно опускаться, то шкив, диск и исследуемое тело начнут вращаться.

Рис. 4.

При ускоренном движении грузика m₁ вниз сила натяжения нити будет

, (23)

где a- линейное ускорение груза, численно равное тангенциальном ускорению точек поверхности шкива, из которого сматывается нить; g - ускорение свободного падения ( ).

Сила, которая создает крутящий момент численно равная, но противоположно направлена силе натяжения и приложена к ободу шкива. Плечом этой силы есть половина диаметра шкива (радиус шкива). Следовательно, крутящий момент

(24)

Если учесть, что пройденный ускоренно падающим грузом путь равен

, то

, (25)

а угловое ускорение вращающихся частей, на основании формулы (15):

(26)

Вращающий момент с учетом соотношения (24) выразится так:

В этом выражении величина , поэтому можно считать, что

(27)

Из основного закона динамики вращательного движения (22)

,

а если подставить выражения (22) и (27), то расчетная формула для определения момента инерции I для данного положения исследуемого тела будет иметь вид:

(28)

6. Порядок выполнения работы:

1. Измерить штангенциркулем диаметр шкива d.

2. Намотать нить с грузом (m₁) на шкив, пропустить через блок.

3. Расположить тело на платформе в одном из трех различных положений, отпустить груз и измерить путь пройденный грузом m₁ и время прохождения этого пути.

4. Опыт проделать 3 раза и найти среднее арифметическое значение времени .

5. Изменить расположение исследуемого тела и провести еще две серии измерений (для двух различных положений тела, которые остались).

6. Снять тело с платформы и проделать те же измерения.

7. Для каждого опыта вычислить:

- Величину I по формуле (28), от каждого значения I_i отнять I_{платформы};

- Относительную погрешность косвенных измерений по формуле:

, ,

где m₁, d, , h – масса грузика, диаметр шкива, среднее время опускания грузика и путь грузика, соответственно, а , , , - абсолютные погрешности прямых измерений массы, диаметра шкива, времени и пройденного пути соответственно.

- Абсолютную погрешность косвенного измерения по формуле: .

8. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1. Примечание: Масса падающего груза (m₁) и масса тела, момент инерции которого исследуется (m₂), указанные непосредственно на них, и определены с погрешностью

Таблица 1

№ опыта	Положение тела	m1, кг	d, м	h, м	с	, с
1	І положення
2
3
4	ІІ положення
5
6
7	ІІІ положення
8
9
10	Без тіла
11
12

9. Для каждого из положений тела результаты расчетов записать в виде:

кгм², при =…%

В заключении сравнить найденные опытным путем моменты инерции тела с вычисленными по формуле (21).