-
Экспериментальная часть Задание 1. Определение зависимости ускорения от момента вращающей силы
-
Перед проведением экспериментов установите цилиндры на некотором расстоянии R от оси маятника так, чтобы маятник находился в безразличном равновесии. На шкив намотайте нить в один слой и установите высоту h падения платформы с перегрузком. Рекомендуемая высота 80 – 100 см.
-
Определите момент силы трения по формуле (10), где
– максимальная масса платформы и грузов
при которой система еще не вращается. -
Нить намотайте на выбранный шкив (радиус которого измерьте штангенциркулем), чтобы платформа находилась на высоте h над уровнем пола.
-
На платформу установите перегрузок массой m, придерживая платформу на определенной высоте, принятой за начало отсчета h. Определите время падения груза t. Опыт повторите 3 раза, и результаты экспериментов внесите таблицу 1.
Таблица №1
|
№ п/п |
|
Мтр |
m |
r |
R |
h |
время падения |
|
Мвр |
|
|||
|
t1 |
t2 |
t3 |
tср |
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
По формулам (10), (9), (6), (4) рассчитайте момент силы трения, момент вращающей силы, угловое ускорение и момент инерции.
-
Увеличьте дважды момент вращающей силы (массу перегрузков) и повторите опыты 1 – 4 для каждого из перегрузков.
-
Постройте график зависимости
.
По графику определите усредненное
значение момента инерции системы J
и момент сил трения – Мтр.
Оцените погрешности в определении этих
величин.
Задание 2. Определение зависимости ускорения от момента инерции системы
-
Установите цилиндры на одном конце стержня, добейтесь состояния безразличного равновесия.
-
Определите момент силы трения.
-
В качестве перегрузка (Мвр=const) выберите один из перегрузков, используемых в задании 1.
-
Определите время падения перегрузков с платформой; нить наматывается на тот же шкив.
-
Повторите опыты 1 – 4 для случая, при котором цилиндры установлены на другом конце стержней. Заполните таблицу 2. Снимите все цилиндры и определите Jo – момент инерции системы. Результат запишите в четвертой строке таблицы 2.
Таблица №2
|
№ п/п |
mтр |
Мтр |
m |
r |
R |
h |
время падения |
|
J |
Мвр |
||||
|
t1 |
t2 |
t3 |
tср |
|||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Момент инерции системы определите по формуле (8) и постройте график зависимости
.
По графику определите Jo
и сравните с экспериментальными данными,
полученные в отсутствии цилиндров.
Рассчитайте момент вращающей силы по
формуле
и оцените погрешности эксперимента. -
Постройте график зависимости момента инерции от квадрата расстояния цилиндров до оси вращения и по графику определите Jo – момент инерции системы без грузов.
-
Сравните значения Jo, полученные по графикам (пункты 6,7) с экспериментом и оцените погрешности.