Изучение закона сохранения момента импульса с применением крутильного баллистического маятника. Методические указания к лабораторной работе №8а по дис

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Подключить к разъему «вход» на миллисекундомере фотоэлектрический датчик.

2.Включить в сеть шнур питания миллисекундомера.

3.Отклонить рукой маятник на 5–100 и отпустить его. Убедиться, что маятник совершает крутильные колебания.

4.Сблизить грузы, расположенные на стержне, к оси вращения и

зафиксировать их положение винтами. Определить R1 .

5.Нажать на кнопку «сеть», расположенную на лицевой панели миллисекундомера, при этом должны загореться лампочки и цифровые индикаторы.

6.Дать миллисекундомеру 1 – 2 минуты прогреться.

7.Нажать кнопку «пуск» на миллисекундомере и убедиться, что он регистрирует число и время колебаний маятника.

8.Зарядить пусковое устройство, для чего одну из его подвижных ручек повернуть вверх и вложить «пулю», затем возвратить эту ручку в первоначальное положение. Потянуть за обе подвижные ручки на себя до щелчка.

9.Убедившись, что маятник находится в состоянии покоя, произвести выстрел, для чего одну из подвижных ручек опустить вниз.

10.По шкале определить максимальный угол отклонения маятника.

11.Отклонить маятник на угол, определенный в п. 10, и нажать на кнопку «пуск» миллисекундомера.

12. По показаниям секундомера определить время t 10 колебаний

11

Рис. 2

12

преподавателя или лаборанта) и определить R2 .

14.Повторить п. 9 – 12 для нового положения грузов.

15.Определить по формуле (17) момент инерции I o .

16.Определить скорость «пули» vn по формуле (16), используя разные значения R . Найти среднее значение скорости.

17.Максимальную относительную погрешность определения I o

рассчитать по формуле

.

18.Для серии экспериментов (при различных значениях R )

вычислить максимальные погрешности определения скорости «пули».

Усреднив полученные значения, рассчитать абсолютную погрешность

определения скорости «пули».

19.Окончательный результат записать в стандартном виде

13

Рекомендуемая форма таблиц для записи экспериментальных данных

1.Название и цель лабораторной работы.

2.Перечень и схемы приборов и принадлежностей.

3.Краткая теория с расчетными формулами для определяемых величин и их погрешностей.

4.Расчеты величин и запись результатов в стандартном виде.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Физический смысл момента инерции. Момент инерции материальной точки, твердого тела.

2.Момент импульса, закон сохранения момента импульса.

3.Основной закон динамики вращательного движения. Смысл величин, в

него входящих.

14

4.Энергия кинетическая и потенциальная. Закон сохранения механической энергии.

5.Как в работе используется закон сохранения энергии?

6.Как определяется в данной работе момент инерции стержня и мишеней

I o ?

7.Вывести формулу для определения скорости пули.

8.Как изменится угол отклонения при приближении мишени к оси вращения (изменением момента инерции пренебречь)?

9.Как изменятся максимальный угол отклонения, период колебаний и начальная кинетическая энергия крутильного маятника (после попадания «пули») при уменьшении массы стержня, на котором расположены грузы и мишени? Параметры «пули» считать неизменными.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Савельев, И.В. Курс физики Т.1 / И.В. Савельев. - М.: Наука,

Физматлит, 1998. - 328 c.

2.Маятник баллистический крутильный ФПМ 09 (паспорт ФПМ 09 ПС).

М.: Союзвузприбор, 1993.

15