Вычисления к заданию 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 грузаи 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 величиныии заданную массу груза:

, ,

5) Вычислить силу натяжения для выбранных в задании 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,,,:

, ,

7) Вычислить момент силы натяжения и угловое ускорение α при всех,,.

8) Построить график зависимости углового ускорения α от момента силы натяжения и убедиться в линейной зависимостиa от и прямо-пропорциональной зависимостиα от алгебраической суммы момента силы и момента силы сопротивления:=-:

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

10) Учитывая, что тангенс угла наклона графика зависимости α от

равен , : вычислить момент инерции маятника при

выбранном расположении грузов 5 на стержнях.

11) Обозначив момент силы при α = 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 времяпадения 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 ∆W 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.

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												∆a	∆M
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

∆W

Наимено-вание единицы измерения

Численное значение

Студент _______________________________________________

(факультет, курс, группа, фамилия, и.о.)

лабораторную работу выполнил ______________________________

(подпись преподавателя)

задания к лабораторной работе выполнил ___________________

(подпись преподавателя)