Определение модуля упругости методом растяжения 12м

1. Кристаллические и аморфные тела. Их физические свойства.

2. Рассказать о видах деформации: упругой и пластической, о деформации при растяжении и сжатии твердого тела, сдвиге, изгибе, кручении.

3. Графическое изображение упругой и пластической деформации. Предел упругости, предел прочности.

4. Сила упругости. Записать закон Гука для пружины и стержня при продольном растяжении.

5. Привести формулы модуля Юнга и коэффициента Пуассона, объяснить, что характеризует данная величина.

6. Записать формулы работы и потенциальной энергии сжатой пружины.

Измерение момента инерции тел при помощи крестообразного маятника 8м

1. Кинематика вращательного движения твердого тела: формулы по определению угловых величин − скорости, ускорения, перемещения. Связь угловых и линейных величин. Уравнения движения при равномерном, равноускоренном и равнозамедленном движении материальной точки по окружности.

2. Привести формулы по определению момента силы, момента инерции материальной точки и системы материальных точек, абсолютно твердого тела; назвать единицы измерения данных физических величин.

3. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси (вывод).

4. Уравнения моментов инерции тел правильной геометрической формы − стержня, кольца, цилиндра, шара для оси вращения, проходящей через центр масс тел. Привести пример вывода уравнения момента инерции для одного из перечисленных тел.

5. Теорема Штейнера и ее применение. Решить задачу по теме.

Пример. Найти моменты инерции маховика в виде сплошного диска массой 0,5 кг и радиусом 50 см в трех случаях: 1) когда ось вращения проходит через центр масс диска; 2) когда ось вращения параллельна той, которая бы проходила через центр масс диска, но находится на расстоянии 20 см от него; 3) когда ось вращения проходит через точку лежащую на ободе маховика.

Дано: Решение

m = 0,5 кг В первом случае момент инерции находится по известной формуле:

R = 0,5 м I = mR²/2

a₂ = 0,2 м I = 0,5·(0,5)²/2 = 0,0625 кг·м².

a₃ = 0,5 м Во втором случае применим теорему Штейнера:

_______ I = Iс + ma²,

а - ? где Iс − момент инерции для оси вращения, проходящей через центр масс (мы его рассчитали в задании 1),

a − расстояние от оси вращения до центра масс.

I = 0,0625 + (0,5(0,2)²) = 0,0825 кг·м².

В третьем случае также применим теорему Штейнера, только расстояние от оси вращения до центра масс будет равно a₃ = 0,5 м:

I = 0,0625 + (0,5(0,5)²) = 0,1875 кг·м².

Ответ: I₁ = 0,0625 кг·м², I₂ = 0,0825 кг·м², I₃ = 0,1875 кг·м².

Примечание: результаты можно округлять до сотых.

Определение момента инерции тела при помощи трифиллярного подвеса 11м

1. Кинематика вращательного движения твердого тела: формулы по определению угловых величин − скорости, ускорения, перемещения. Что такое частота и период колебания (вращения)?

2. Уравнения движения при равномерном, равноускоренном и равнозамедленном движении материальной точки по окружности. Показать графически векторы линейных и угловых скоростей и ускорений для указанных выше видов движения, объяснить правила, по которым определяется направления этих векторов.

3. Второй закон Ньютона для вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси (вывод).

4. Формула по определению момента импульса. Закон сохранения момента импульса. Решить задачу на данную тему.

Пример. Платформа в виде диска массой 200 кг вращается по инерции около вертикальной оси, делая 40 об/мин.В центре платформы стоит человек массой 80 кг. Сколько оборотов в минуту будет делать платформа, если человек перейдет на край платформы? Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.

Дано: Решение

m_п = 200 кг Задача решается с использованием закона сохранения момента

ν₁ = 0,67 с^-1 импульса: L₁ = L₂

m_ч = 80 кг L₁ = m_пR²/2 · (2π ν₁)²

_______ L₂ = (m_пR²/2 + m_ч · R²) · (2π ν₂)²

ν₂ - ? где Iп = m_пR²/2 − момент инерции платформы, Iч = m_ч · R² − момент инерции человека.

Приравнивая оба уравнения и выражая ν₂ , находим:

_____________ _____________

m_п (ν₁)² 200 · (0,67)²

ν₂ = √ −−−−−−−−−−−− = √ −−−−−−−−−−−−

| m_п + 2m_ч | 200 + 2·80

Ответ: ν₂ ≈ 0, 5 с^-1.

5. Кинетическая энергия вращательного движения. Как рассчитывается полная кинетическая энергия тела, участвующего в двух видах движения − поступательном и вращательном?