
- •© Фгбоувпо Мурманский государственный технический университет 2013
- •Введение
- •Порядок выполнения лабораторных работ
- •Приборы для измерения линейных размеров тел
- •Миллиметровая линейка
- •Штангенциркуль
- •Как пользоваться штангенциркулем
- •Микрометр
- •Отсчет показаний
- •О погрешностях измерений
- •Порядок операций при обработке результатов серии измерений
- •При косвенных измерениях:
- •Лабораторная работа № 3 Изучение законов равноускоренного движения тел
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Скорость
- •Ускорение
- •Ускорение точки при прямолинейном движении
- •Законы Ньютона
- •Первый закон Ньютона
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •.2. Теория лабораторной работы
- •У стройство и принцип действия прибора Атвуда
- •Следовательно, ускорение системы
- •Измерения и обработка результатов
- •Проверка формулы пути
- •Журнал наблюдений 1
- •Расчет погрешностей измерений:
- •2. Проверка формулы скорости
- •Журнал наблюдений 2
- •.3. Проверка второго закона Ньютона
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 5
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
- •Равномерное вращательное движение
- •Неравномерное вращение
- •Равнопеременное вращение
- •Связь линейных и угловых характеристик
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •Момент импульса
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •Аналогия между поступательным и вращательным движениями
- •Теория лабораторной работы Устройство и принцип действия маятника Обербека
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 6
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Свободное падение
- •Механические колебания
- •– По характеру взаимодействия с окружающей средой:
- •Гармонические колебания
- •Физический маятник
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 8
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Гармонические колебания
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 12
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и законы Деформация
- •Механическое напряжение
- •Закон Гука
- •Диаграмма растяжения
- •Кручение
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Литература
- •Лабораторная работа № 14
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Деформация
- •Закон Гука
- •Механическое напряжение
- •Диаграмма растяжения
- •2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 15
- •Цель работы: Ознакомиться с явлением возникновения стоячих звуковых волн и определить опытным путем скорость звука в воздухе.
- •Основные понятия и законы Упругие волны. Длина волны
- •Гармоническая волна
- •Бегущая волна
- •Интерференция волн
- •Стоячие волны
- •2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 17 Определение момента инерции маховика
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Кинематика вращательного движения
- •Равномерное вращательное движение
- •Неравномерное вращение
- •Равнопеременное вращение
- •Связь линейных и угловых характеристик
- •Момент инерции
- •Момент силы
- •Момент импульса
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Расчет погрешностей измерений:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 19
- •Теоретические сведения
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 20 Определение коэффициента теплопроводности твердого тела
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы
- •Теплопроводность в твердых телах
- •Уравнение теплопроводности
- •Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерение и обработка результатов
- •Контрольные вопросы:
- •Литература
- •Лабораторная работа № 21 Определение отношения теплоемкостей газа
- •Цель работы: Найти величину отношения cp /cv для воздуха.
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы Теплоёмкость
- •Удельная и молярная теплоёмкости
- •Адиабатный процесс
- •.2. Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Окончательный результат:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 22
- •Теоретические сведения .1. Основные понятия и законы
- •1.1 Строение жидкости
- •1.2 Поверхностное натяжение
- •1.3. Коэффициент поверхностного натяжения
- •1.4 Определение коэффициента поверхностного натяжения
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Расчет погрешностей измерений:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 24 Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса
- •Теоретические сведения /1. Основные понятия и законы Явление внутреннего трения (вязкость)
- •Влияние температуры на вязкость
- •Сила вязкого трения
- •Вязкость газов
- •.2. Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Описание установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 25 Изменение энтропии при нагревании и плавлении олова
- •Теоретические сведения
- •1.Основные понятия и законы Термодинамическая фаза. Фазовый переход
- •Плавление твердых тел
- •Обратимые и необратимые процессы
- •Второй закон термодинамики
- •Энтропия
- •Термодинамический подход
- •Закон возрастания энтропии
- •Статистический подход
- •Фазовые переходы
- •Второе начало термодинамики и «тепловая смерть Вселенной»
- •Измерение энтропии
- •2.Теория лабораторной работы Теоретические сведения
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Основное уравнение динамики вращательного движения
Уравнение (3) M = dL / dt называется основным уравнением динамики вращательного движения: скорость изменения момента импульса тела, вращающегося вокруг неподвижной точки, равна результирующему моменту относительно этой точки всех внешних сил, приложенных к телу.
Из уравнений (1) и (3) следует М = d(Iω) / dt = I dω / dt = I ,
или = М / I.
Угловое ускорение точки при ее вращении вокруг неподвижной оси пропорционально вращающему моменту и обратно пропорционально моменту инерции.
Аналогия между поступательным и вращательным движениями
Между движением твердого тела вокруг неподвижной оси и движением отдельной материальной точки (или поступательным движением тела) существует тесная и далеко идущая аналогия. Каждой линейной величине из кинематики точки соответствует подобная величина из кинематики вращения твердого тела. Координате s соответствует угол φ, линейной скорости v – угловая скорость , линейному (касательному) ускорению а – угловое ускорение ε.
Поступательное движение |
Вращательное движение |
||||
Кинематические характеристики движения |
|||||
Путь |
S |
м |
Угол поворота |
|
рад |
Время |
t |
с |
Период |
Т |
с |
Скорость |
v |
м/с |
Угловая скорость |
|
рад/с |
Ускорение |
a |
м/с2 |
Угловое ускорение |
|
рад/с2 |
Поступательное движение |
Вращательное движение |
||||
Динамические характеристики движения |
|||||
Масса |
m |
кг |
Момент инерции |
J |
кгм2 |
Сила |
F |
Н |
Момент силы |
M |
Нм |
Импульс |
p |
кгм/с |
Момент импульса |
L=J |
кгм2 /с |
Второй закон Ньютона |
F=ma; F=dp/dt |
Уравнение динамики вращательного движения |
M=J; M=dL/dt |
||
Работа |
dA=FdS |
Дж |
Работа |
dA=Md |
Дж |
Кинетическая энергия |
EK=(mv2)/2 |
Дж |
Кинетическая энергия |
EKВР=(J2)/2 |
Дж |
Мощность |
N=FV |
Вт |
Мощность |
N=М |
Вт |
Поступательное движение можно рассматривать, как вращательное, с радиусом вращения, стремящимся к бесконечности, и угловой скоростью, стремящейся к нулю.