Контрольные вопросы

1. Перечислите виды вращательного движения твердого тела.

2. Какими физическими величинами характеризуется кинематика и динамика вращательного движения твердого тела?

3. Угловая скорость и угловое ускорение, единицы их измерения?

4. Укажите связь между кинематическими величинами, характеризующими поступательное и вращательное движение твердого тела.

5. Момент силы, единица его измерения?

6. Что называется моментом инерции тела, единица его измерения? Момент инерции материальной точки.

7. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения твердого тела, запишите его математические формулы.

8. Момент импульса, единица его измерения? Сформулируйте закон сохранения момента импульса.

9. Объясните, почему в третьем опыте (пп. 7-9 журнала наблюдений) не выполняется соотношение (8).

Литература

1. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике. - Высш. школа, 1965.

2. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики.- М.: Высш. школа, 1970.

3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.

4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 1985.

5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.

Лабораторная работа № 3

Определение ускорения свободного падения тел

с помощью физического маятника

Выполнил студент ______________, группа_____________, дата___________.

Допуск ______________

Выполнение __________

Зачет ________________

Цель работы: изучить законы колебательного движения физического маятника.

Приборы и материалы

№ п\п	Наименование прибора	Цена деления	Предел измерения (хmax)	Точность отсчета (Δхпр)
1	Маятник физический	-	-	-
2	Опора трехгранная	-	-	-
3	Секундомер
4	Линейка

Теоретические сведения

1. Основные понятия и законы Свободное падение

Свободное падение — это движение тела под действием только силы тяжести.

На тело, падающее в воздухе, кроме силы тяжести действует сила сопротивления воздуха, следовательно, такое движение не является свободным падением. Свободное падение — это падение тел в вакууме.

Ускорение , которое сообщает телу сила тяжести, называют ускорением свободного падения. Оно показывает, на какую величину изменяется скорость свободно падающего тела за единицу времени. Ускорение свободного падения направлено вертикально вниз.

Галилео Галилей установил (закон Галилея): все тела падают на поверхность Земли под действием земного притяжения при отсутствии сил сопротивления с одинаковым ускорением, т. е. ускорение свободного падения не зависит от массы тела.

В земных условиях g зависит от географической широты местности. Наибольшее значение оно имеет на полюсе ( = 9,81 м/с²), наименьшее — на экваторе ( = 9,75 м/с²). Причины этого: 1) суточное вращение Земли вокруг своей оси; 2) отклонение формы Земли от сферической; 3) неоднородное распределение плотности земных пород.

Ускорение свободного падения зависит от высоты h тела над поверхностью планеты. Его, если пренебречь вращением планеты, можно рассчитать по формуле:

где G — гравитационная постоянная, Μ — масса планеты, R — радиус планеты.

Как следует из последней формулы, с увеличением высоты подъема тела над поверхностью планеты ускорение свободного падения уменьшается. Если пренебречь вращением планеты, то на поверхности планеты радиусом R

Для небольших высот ( ) можно считать = const, для таких высот свободное падение является равноускоренным движением. Для его описания можно использовать формулы равноускоренного движения:

уравнение скорости: ;

кинематическое уравнение, описывающее свободное падение тел:

,

или в проекции на ось Oy:

.