Fizika_Semestr_1_b / Лр4. Маятник Обербека (Тюкин)
.pdf
Лабораторная работа №4
Проверка основного закона динамики вращательного движения
Цель работы: проверить основной закон динамики вращательного движения на маятнике Обербека.
Теория метода и описание установки
Основной закон динамики вращательного движения связывает между
собой угловое ускорение , причину вызывающую это ускорение –
результирующий момент сил M , действующих на тело, и меру инертности тела при его вращательном движении – момент инерции I :
|
|
|
|
M |
|
||
|
|
. |
(1) |
I |
|||
Для его проверки можно независимым образом определить все три величины , М и I , подставить их в предполагаемое уравнение (1) и, если с точностью до погрешности, равенство будет выполняться, то это и будет подтверждением справедливости основного закона вращательного движения.
Проверка закона осуществляется с помощью маятника Обербека (рис.), представляющего собой маховик 1 на горизонтальной оси с четырьмя крестообразно прикрепленными к нему стержнями 2, на которые могут прикрепляться цилиндры 3 на различных расстояниях от оси вращения. На одной оси с маховиком закреплены два шкива 4 разных диаметров. На шкив наматывается нерастяжимая нить 5, к свободному концу которой подвешиваются грузы 6. Под действием этих грузов нить натягивается,
создавая вращательный момент, который приводит в движение маховик с цилиндрами. Расстояние, которое проходят грузы 6 определяется с помощью измерительного устройства 7; время их движения – электронным цифровым секундомером, представляющим отдельный блок.
|
|
|
Формулы: |
|
|
|
|
|
||
|
4h |
|
|
mD |
2h |
|
M |
|
||
|
|
, |
M |
|
g |
|
, |
I |
|
. |
Dt2 |
|
t 2 |
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
Лабораторная работа №4
Проверка основного закона динамики вращательного движения на маятнике Обербека
1. Цель работы:
___________________________________________________________________
_______________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________________
2. Приборы и принадлежности:
Название |
Предел |
Класс |
Цена |
Табличные |
|
измерения |
точности |
деления |
данные |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Выполнить измерения величин:
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
______________________________________________________________
4.Построить графики зависимостей (если есть), рассчитать величины:
___________________________________________________________________
_______________________________________________________
5.Расчѐтные формулы:
6. |
Результаты измерений |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Экспериментальное определение момента инерции |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h, |
|
|
|
|
|
, |
, |
I , |
|
№ |
|
m, кг |
|
|
t, c |
|
t , |
|
|||||
|
|
м |
|
|
c |
рад/с2 |
Н∙м |
кг∙м2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Цилиндры у оси вращения |
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цилиндры на концах стержней |
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Вычисления: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. Постройте график зависимости от M .
9. Вывод:
1. Запишите и оцените полученные результаты:__________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
Контрольные вопросы
1.Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.
2.Что такое момент силы? Как определяется величина и направление момента силы?
3.Что такое момент инерции? От чего зависит момент инерции?
4.Что такое момент импульса тела?
5.Что такое импульс момента силы?