Физика2 / новое 18_03_2013 / Лр 4,5_2013

Лабораторная работа №4.

1. Напишите основное уравнение динамики вращательного движения (2ой закон Ньютона для вращательного движения).

2. Чему равен момент силы? (формула в векторном и скалярном виде, рисунки).

3. Что называется вектором: поворота, угловой скорости, углового ускорения. Куда они направлены, как определить это направление на практике?

4. Чем полярный вектор отличается от аксиального?

5. Что называется моментом инерции материальной точки, твердого тела?

6. От каких параметров зависит момент инерции твердого тела?

7. Теорема Штейнера (поясняющий рисунок).

8. Момент импульса твердого тела.

9. Момент инерции шара, цилиндра, стержня, диска.

10. Как определить направление момента силы?

11. Как складываются момент сил, угловые скорости, моменты импульса?

12. Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии применительно к телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси.

13. Сформулируйте закон сохранения момента импульса просительно к телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси.

14. Каким выражением определяется работа момента сил?

15. Получите формулу, определяющую мощность, развиваемую моментом сил.

16. Чему равна кинетическая энергия катящегося тела?

17. Массу грузов на спицах маятника Обербека (л/р №4) увеличили (или уменьшили) в два раза. Как изменятся: момент силы, момент инерции, угловое ускорение маятника Обербека?

18. Радиус спиц маятника Обербека (л/р №4) увеличили (или уменьшили) в два раза. Как изменятся: момент силы, момент инерции, угловое ускорение маятника Обербека?

19. Массу груза подвешенного на нити маятника Обербека (л/р № 4) увеличили (или уменьшили) в два раза. Как изменятся: момент силы, момент инерции, угловое ускорение маятника Обербека?

20. Высоту поднятия груза подвешенного на нити маятника Обербека (л/р №4) увеличили (или уменьшили) в два раза. Как изменятся: момент силы, момент инерции, угловое ускорение маятника Обербека?

21. Радиус шкива на который наматывается нить у маятника Обербека (л/р № 4) увеличили (или уменьшили) в два. Как изменятся: момент силы, момент инерции, угловое ускорение маятника Обербека?

22. Почему лабораторную установку №4 называют МАЯТНИКОМ Обербека?

23. Как учет сил трения влияет на результат измерения момента инерции маятника Обербека? В каком случае измеренное значение момента инерции маятника Обербека больше (с учетом сил трения или без них)? Ответ обосновать.

24. Какие силы действуют на падающий груз маятника Обербека? Чему они равны.

25. В центре вращающейся платформы (карусели) стоит человек. Как изменится скорость вращения платформы, если человек перейдет на край платформы.

26. Обруч и сплошной цилиндр имеют одинаковые массы и радиусы. Определить их кинетические энергии, если они катятся с одинаковыми скоростями.

27. Чему равен момент силы, если направление действия силы: а) перпендикулярно оси вращения, б) параллельно оси вращения, в) проходит через ось вращения.

28. Карандаш, поставленный вертикально, падает на стол, делая четверть оборота вокруг собственной оси. Определить кинетическую энергию и угловую скорость карандаша в конце падения.

29. Что называется центром тяжести твердого тела?

30. Какими двумя способами можно изменить момент силы, приводящий во вращение маятник Обербека?

31. Какими двумя способами можно изменить момент силы, не изменяя точки приложения силы?

32. По какой формуле можно теоретически рассчитать суммарный момент инерции грузиков на спицах маятника Обербека? Поясните величины, входящие в неё.

33. Укажите направление вектора углового ускорения вращающегося тела с закреплённой осью вращения относительно вектора угловой скорости.

34. Используя данные измерений, вычислить работу сил трения при вращении маятника Обербека от начала движения до момента падения груза на пол.

35. Используя данные измерений, вычислить кинетическую энергию вращения маятника Обербека в момент удара падающего груза о пол.

36. Используя данные измерений, вычислить потенциальную энергию падающего груза маятника Обербека до начала движения системы.

37. Что называется "парой сил", напишите формулу, определите момент "пары сил", куда он направлен?

38. В какие виды энергии переходит потенциальная энергия падающего груза при вращении маятника Обербека?

39. В какие виды энергии переходит кинетическая энергия маятника Обербека при его вращении?

40. Нарисуйте силы, действующие на падающий груз, чему они равны? Какой характер движения падающего груза?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

1. Какой процесс называется колебательным? Что называется периодом колебаний

2. Какие колебания называются гармоническими?

3. Каноническое уравнение гармонических колебаний имеет вид:

4. Что называется амплитудой гармонических колебаний, фазой гармонических колебаний?

5. Как энергия колебаний связана с их амплитудой?

6. Как связаны между собой собственная частота гармонических колебаний и частота колебаний их потенциальной и кинетической энергии

7. Чему равна разность фаз между потенциальной и кинетической энергией гармонических колебаний?

8. Что называется математическим маятником? Что называется физическим маятником?

9. Что называется приведенной длиной физического маятника?

10. Чему равна частота колебаний математического маятника? Её зависимость от массы m и длины l?

11. Каноническое уравнение затухающих колебаний. Закон движения для затухающих колебаний, Чему равна амплитуда затухающих колебаний?

12. Что называется временем релаксации колебательной системы? Как время релаксации связано с коэффициентом затухания?

13. Что называется логарифмическим декрементом затухания? Как логарифмический декремент затухания связан со временем релаксации?

14. Чему равна циклическая частота затухающих колебаний?

15. Каноническое уравнение вынужденных колебаний:

16. Чему равна циклическая частота затухающих колебаний? Чему равна резонансная частота?

17. Чему равна амплитуда A суммы одинаково направленных колебаний с амплитудами A1 и A2 и разностью фаз - =0, 90, 180?

18. Что называется биениями?

19. Что такое фигуры Лиссажу?

20. Что называется собственной частотой колебательной системы?

21. Как период колебаний математического маятника зависит от его массы?

22. Длина математического маятника увеличилась в 4 раза. Как изменится период колебаний?

23. Что такое возвращающая сила и чему она равна?

24. Какие колебания называют вынужденными?

25. Что называется вынуждающей силой?

26. Что такое полуширина резонансной кривой?

27. Амплитуда затухающих колебаний уменьшилась в два раза. Как изменилась при этом их полная механическая энергия?

28. В результате сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний материальная точка движется по окружности. Как соотносятся частоты, амплитуды и фазы этих колебаний?

29. После сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний обнаружено, что материальная точка движется по прямой, составляющей угол Пи/4 c направлением исходных колебаний. Как соотносятся их частоты, амплитуды и фазы?

30. Сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами привело к движению по эллипсу, полуоси которого совпадают с направлением исходных колебаний. Как соотносятся амплитуды и фазы этих колебаний?

31. После сложения двух одинаково направленных колебаний с равными частотами и амплитудами обнаружили, что амплитуда результирующего колебания в два раза выше исходной. Как соотносятся их фазы?