2.2.3. Задания к упражнению 1.

(результаты вычислений внести в таблицы 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3)

1) Вычислить массы грузов 8.

2) Вычислить среднее значение времени падения груза при всех массах груза и диаметрах шкивов:

3) Учитывая, что падение груза и вращение маятника равноускоренное, выразить через высоту падения и время падения груза и вычислить при одном из значений величин,, , :

а) ускорение падения груза , используя формулу пути при равноускоренном прямолинейном движении;

б) скорость груза в конце падения , используя формулу скорости при равноускоренном прямолинейном движении;

в) угловую скорость вращения маятника , используя связьси принимая, что нить намотана на шкив плотно и проскальзывания нити по шкиву нет и линейная скорость точек цилиндрической поверхности обода шкиваравна скорости движения груза;

г) угловое ускорение маятника при падении груза, используя связьс тангенциальным ускорениеми предполагая, что проскальзывание нити по шкиву и

растяжение нити отсутствуют и тангенциальное ускорение точек обода шкива равно ускорению падения груза;

д) угол поворота маятника за время падения груза;

е) число оборотов маятника за время падения груза.

4) Используя формулу второго закона Ньютона, пренебрегая массой нити и действующими на груз силой сопротивления воздуха и силой Архимеда, получить выражение силы натяжения нити через измеренные величины и и заданную массу груза:

5) Вычислить силу натяжения для выбранных в задании 3 значений, , .

6) Пренебрегая массой нити и массой блока 7 и силой сопротивления, действующей на блок, принимая, что нить действует на шкив с силой, по величине равной , и, используя выражение момента силы через плечо силы, получить выражение момента силы натяжениячерез , ,,:

15

7) Вычислить момент силы натяжения и угловое ускорение(см. задание 3,г) при всех,,.

8) Построить график зависимости углового ускорения от момента силы натяженияи убедиться в линейной зависимостиоти прямо-пропорциональной зависимостиот алгебраической суммы момента силыи момента силы сопротивления:=-:

9) Выбрав интервал значений момента сил натяжения , по графику найти соответствующий интервал значений углового ускорения .

10) Учитывая, что тангенс угла наклона графика зависимости от

равен ивычислить момент инерции маятникапри

выбранном расположении грузов 5 на стержнях.

11) Обозначив момент силы при= 0 черези определивпо графику, найти значение момента силы сопротивления

= .

12) Принимая за нулевой уровень потенциальной энергии груза поверхность столика установки, выразить через массу m груза 8, высоту и время падения груза, диаметр шкиваD и вычислить для выбранных значений , , ,:

а) механическую энергию груза 8 в начале падения;

б) механическую энергию маятника в начале падения груза , принимая за нулевой уровень потенциальной энергии маятника горизонтальную плоскость крестовины;

в) механическую энергию системы, состоящей из груза и маятника, в начале падения груза .

г) кинетическую энергию поступательного движения груза в конце падения;

д) кинетическую энергию вращательного движения маятника в конце падения груза;

е) механическую энергию системы , состоящей из груза и маятника в конце падения груза;

ж) изменение механической энергии системы при падении груза;

з) работу неконсервативных сил сопротивления при падении груза ;

и) работу момента сил сопротивления, действующих на маятник, при падении груза

к) работу сил сопротивления, действующих на груз при его падении: =–.

13) Используя формулу, выражающую определение работы силы, найти силу сопротивления, действующую на груз при его падении.

16

Таблица 2.2.1

	, м	, кг	, кг	, с			, с	, с-2	, Н м
				1	2	3
1
2
3
4
5
6

Таблица 2.2.2

Номер задания		1	2	3,а	3,б	3,в	3,г	3,д	3,е	5	7	9	9	10	11
Величина
Наименование единицы измерения
Численное значение

Таблица 2.2.3

Номер задания

1

2

12,а

12,б

12,в

12,г

12,д

12,е

12,ж

12,з

12,и

12,к

13

Величина

Наимено-вание единицы измерения

Численное значение