ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
И.Е. МАКАРОВ, Т.К. ЮРИК
Изучение законов вращения на маятнике обербека (без учета силы трения)
Методические указания к лабораторной работе
МГУДТ 2008
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
И.Е. МАКАРОВ, Т.К. ЮРИК
Изучение законов вращения на маятнике Обербека (без учета силы трения)
Методические указания к лабораторной работе №4а
Утверждено в качестве методического пособия
Редакционно-издательским советом МГУДТ
МГУДТ 2008
УДК [001:53]
М-3
Куратор РИС Костылева В.В.
Работа рассмотрена на заседании кафедры физики МГУДТ и рекомендована к печати.
Заведующий кафедрой Шапкарин И.П.
Авторы: д.х.н. проф. Макаров И.Е.
к.х.н. доц. Юрик Т.К.
Рецензент: к.т.н. проф. Сидоров В.Г.
М-3 Макаров И.Е. Изучение законов вращения на маятнике Обербека (без учета силы трения)/ Макаров И.Е., Юрик Т.К.-М.:ИИЦ МГУДТ.2008 – 27 стр.
Рассмотрены основные кинематические и динамические величины, характеризующие вращательное движение твердого тела. Дано описание установки и принципа измерений. Работа состоит из трех заданий:
- определение момента инерции крестовины и проверка зависимости углового ускорения от момента вращающей силы;
- проверка зависимости момента инерции грузов от их расположения относительно оси вращения;
- проверка формул моментов тел правильной формы.
По результатам, предлагается определить погрешности измерений.
Предназначены для студентов специальностей: 0608(080502), 1707, 2102(220301), 2203, 2506, 2810(260904), 2811(260905), 2812(260906), 3302(280202), 5508(2401), 5539(2608) .
УДК [001:53]
(С) Московский Государственный
университет дизайна и технологии, 2008
Лабораторная работа № 4а «Изучение законов вращения на маятнике Обербека (без учета силы трения)»
Цель работы: изучение понятия момента инерции твердого тела, проверка второго закона Ньютона для динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.
Приборы и принадлежности: маятник Обербека, штангенциркуль, набор грузов, измерительная линейка, секундомер.
Теоретическое введение:
Рассмотрим некоторые основные кинематические и динамические величины, характеризующие вращательное движение твердого тела.
Абсолютно твердым телом называется система материальных точек, взаимные расстояния между которыми не изменяются. Поступательное движение твердого тела описывается теми же уравнениями, что и движение материальной точки. Вращательное движение твердого тела вокруг оси – это такое движение, при котором какие-либо две точки тела остаются неподвижными. Прямая, походящая через эти точки, называется осью вращения. При вращении твёрдого тела различные точки тела описывают окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных оси вращения с центрами на оси вращения. Для описания вращательного движения нужно задать положение в пространстве оси вращения и угловую скорость тела в каждый момент времени.
Поворот тела на некоторый угол можно задать в векторном виде, изобразив вектор в виде отрезка, длина которого равна углу поворота , а направление совпадает с осью, вокруг которой совершается поворот (рис. 1а). Направление поворота и изображающего его отрезка связаны правилом правого винта: то есть, глядя вдоль отрезка, мы должны видеть поворот, совершающимся по часовой стрелке. Можно показать, что повороты на конечные углы не складываются по правилу параллелограмма, и поэтому вектор поворота не являются истинным вектором. Такого типа вектора называются псевдовекторами или аксиальными векторами.
Рис. 1.