Desktop_1 / 3-1
.docxУфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Кафедра прикладной химии и физики
Отчет принят:
Оценка __________________
Преподаватель кафедры ПХФ
____________________ ФИО
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №3-1
на тему: «Изучение вращательного движения тел с помощью маятника Обербека»
по дисциплине: «Физика»
Студент гр. ПГ-08-03 Вахитов В.А.
2009
Цель работы: экспериментальная проверка основного уравнения динамики вращательного движения на крестообразном маятнике Обербека.
Приборы и принадлежности: 1. маятник Обербека (рис. 1);
2. секундомер;
3. метровая линейка;
4. штангенциркуль;
5. грузы m1 и m2.
Рис. 1
Упражнение 1.
В первом упражнении проверяется основной закон при условии, что момент инерции прибора остается неизменным, а момент силы меняется при переносе нити с одного шкива на другой и при изменении массы груза на чашечке.
Производится проверка соотношения
(1)
Вывод расчетной формулы.
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
Из уравнения (1) следует равенство значений из уравнений (5) и (6).
(7)
и
(8)
– сила натяжения нити;
– ускорение, с которым масса падает;
g – ускорение силы тяжести;
– новый момент силы натяжения;
– новое угловое ускорение вращения маятника.
Полученные результаты заносим в таблицу 1.
Таблица 1.
Номер опыта |
см |
𝛥 см |
см |
𝛥 см |
г |
г |
, с |
𝛥, с |
с |
𝛥 с |
|
|
Ԑ,% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср. зн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Упражнение 2.
Во втором упражнении изменяется момент инерции прибора, а остаются постоянными радиус шкива и масса груза на чашечке.
Производится проверка соотношений
и (9)
Обозначим через момент инерции всех четырёх грузов массы относительно оси, проходящей через их центр массы; через - момент инерции маятника без грузов на стержнях.
Полный момент инерции маятника с грузами
(по теореме Штейнера) (10)
Новый полный момент инерции маятника
(11)
Вычтем почленно из уравнения (10) уравнение (11)
(12)
, (13)
(14)
Приравниваем правые части уравнений (13) и (14)
(15)
– расстояние груза на конце стержня от оси прибора;
– самое близкое расстояние грузов на стержнях от оси маятника;
B – величина, левая и правая части которой рассчитываются на основании величин, полученных из опыта.
Полученные результаты заносим в таблицу 2.
Таблица 2.
h, м |
m, кг |
м |
м |
м |
м |
с |
с |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|