3. Лабораторная работа 3м.

ИЗУЧЕНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

НА МОДЕЛИ МАХОВИКА И ПРОВЕРКА ТЕОРЕМЫ ШТЕЙНЕРА

3.1. Упражнение 1. Изучение поступательного и вращательного движения тел

и определение момента инерции маховика

и момента сил сопротивления вращению маховика

В лабораторной работе на основе опытных данных определяются кинематические, динамические и энергетические характеристики тел при поступательном и вращательном движении.

3.1.1. Описание установки

В лабораторной работе поступательное и вращательное движение тел изучается на примере вращения диска (модели колеса, маховика) 1 со шкивом 2 (рис. 3.1) вокруг неподвижной горизонтальной оси ОZ под действием груза 3, подвешенного на нити 4 к шкиву. Один конец нити прикреплен к шкиву, к другому концу подвешен груз.

Рис. 3.1

В установке предусмотрена возможность фиксации груза на выбранной высоте с помощью электромагнита, расположенного с задней стороны верхней части установки.

Высота падения груза измеряется с помощью линейки.

Для измерения времени падения груза используется секундомер. При нажатии кнопки секундомера «пуск» электромагнит автоматически отключается и под действием силы натяжения шкив с диском начинают вращаться, нить разматывается, груз опускается.

24

После того, как нить полностью разматывается, диск продолжает вращаться в ту же сторону, нить начинает наматываться на шкив в обратном направлении, груз после кратковременной остановки начинает подниматься вверх.

При подъеме груза вверх сила натяжения нити уже не ускоряет, а замедляет вращение диска. Поэтому, когда груз оказывается на некоторой высоте , диск и груз останавливаются.

Время падения груза и высоту, на которую поднимется груз, автоматически фиксируют секундомер и измеритель перемещения.

Таким образом, установка позволяет измерить высоту падения (опускания) груза , время падения , высоту подъема груза, на основе которых при заданных значениях массы груза= 0,0585 кг, диаметра шкива= 0,025 м можно определить кинематические, динамические и энергетические характеристики поступательного движения груза и вращательного движения диска, принимая их равноускоренными.

3.1.2. Порядок выполнения лабораторной работы.

1) Выкрутить цилиндры 8 из диска 1.

2) К свободному концу нити подвесить груз массой .

3) При полностью размотанной со шкива нити линейкой измерить высоту от столика установки 5 до груза 3.

4) Включить секундомер в сеть.

5) Включить включатель секундомера на задней панели, при этом секундомер должен показывать «00.0», а измеритель перемещения «0.00».

6) Вращая диск и наматывая нить на шкив с левой стороны, поднять груз на выбранную высоту над столиком установки и, нажав кнопку электромагнита, зафиксировать груз в этом положении.

7) Измерить высоту линейкой и найти высоту падения

8) Нажать кнопку секундомера «пуск» и дождаться, пока секундомер перестанет считать время, а измеритель перемещения перестанет считать высоту подъема груза.

9) Показание секундомера – время падения груза и показание измерителя перемещения – высоту подъемазаписать в табл. 3.1.1.

10) Выключить включатель секундомера.

11) Повторить еще два раза измерения ипри падении груза с той же высоты.

12) Измерить три раза время падения и высоту подъемапри падении груза с той же высоты, когда нить намотана на шкив с правой стороны.

13) Выключить секундомер.

25

Таблица 3.1.1

	1	2	3	4	5	6	Среднее значение
, с
, м

=__________ = __________= _________