- •Лабораторная paбoтa n5 Определение моментов инерции твердого тела при помощи крутильных колебаний
- •Краткая теория:
- •Описание экспериментальной установки:
- •Указания по выполнению работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Литература:
- •Вращательное движение
- •Моменты инерции некоторых геометрических тел
- •Кручение
Контрольные вопросы:
Величины, характеризующие вращательное движение.
Основной закон динамики вращательного движения
Момент инерции и момент силы
Моменты инерции простейших геометрических тел
Закон Гука для линейных и крутильных деформаций
Что представляет собой крутильный маятник в данной установке?
Связь между периодом крутильных колебаний и моментом инерции маятника.
Сформулируйте и докажите теорему Гюйгенса-Штейнера.
Определение момента инерции. Является ли момент инерции постоянной величиной для заданной материальной точки или твердого тела?
Кинетическая энергия вращения твердого тела
Литература:
Обшая физика: Руководство полабораторному практикуму./Под ред. Крынецкого И.Б. и Струкова Б.А. – М.: ИНФРА-М, 2008.
Архангельский М.М. Курс физики. Механика, изд.2,испр.и доп.-М.:Просвещение.- 1965.
Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 1. Физические основы механики Молекулярная физика. Колебания и волны. М., Физматгиз. 1962
Практикум по общей физике. Под ред. Проф. В. Ф. Ноздрева М.:Просвещение.-1971
Лабораторный практикум по общей физике. Механика. /Под ред.А.Н.Капитонова. - Якутск: изд-во ЯГУ.-1988 .
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Вращательное движение
Для вращательного движения существуют величины, уравнения движения и формулы, аналогичные существующим для поступательного движения.
Величины |
Поступательное движение |
Вращательное движение | |||
Перемещение |
s |
Путь |
φ |
Угол поворота | |
Скорость |
V |
Скорость линейная V=dS / dt |
ω |
Скорость угловая ω =dφ / dt | |
Ускорение |
а |
Ускорение линейное а = d2S / dt2 |
ε |
Ускорение угловое ε = d2φ / dt2 | |
Простейшие примеры кинематики вращательного движения | |||||
Уравнение равно-мерного движения (ускорение =0) |
ΔS=VΔt |
Δφ = ωΔt | |||
Уравнение равно-ускоренного движения - ускорение = const |
ΔS=Vо Δt+a(Δt)2/2 |
Δφ = ωoΔt+ ε(Δt)2/2 | |||
Мера интенсивности воздействия |
F |
Сила |
M |
Момент силы M= F l где l - длина рычага | |
Мера инертности |
m |
Масса |
J |
Момент инерции | |
Количество движения |
р |
Импульс р=mV |
L |
Момент импульса L= J ω | |
Основной закон динамики Общий вид |
II закон Ньютона F=ma FΔt = Δ(mV)=Δp |
Основной закон динамики вращательного движения M=J ε M Δt = Δ(ωL) = ΔL | |||
Работа |
dА = F dS |
dA = M dφ | |||
Кинетическая энергия |
mV 2 / 2 |
Jω2 / 2 | |||
Потенциальная энергия упругой деформации |
Энергия линейной деформации kx2/2 |
Энергия сдвиговой (крутильной) деформации f φ2/2 | |||
Закон Гука для упругой деформации |
F=-kx dσ= Е dε |
M= - fφ dτ = G dγ |