Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственно бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет

имени Т.Ф. Горбачева»

Кафедра физики

Отчет

по лабораторной работе № 2 (K-304.2)

«Определение параметров движения твёрдых тел на основе законов сохранения»

Выполнил: Бизин.А.С. ГПс-131

Преподаватель: Фофанов А.А

	Дата	Подпись
Допуск
Отчет

1)Цель работы: а) определение основных кинематических и динамических характеристик и проверка законов вращательного движения; б) определение момента инерции тела с применением законов сохранения момента импульса и механической энергии.

Схема установки:

2.Рисунок:

На рис.1А)

dV– бесконечно малый объём массой dm;

r– расстояние от объёма dV до оси вращения.

На рис.1Б)

– длина стержня;

– ширина стержня.

На рис.2А)

h-высота

-скорость шарика;

-начальная угловая скорость стержня;

– длина стержня;

– ширина стержня;

На рис.2Б)

L_ст-момент импульса стержня;

L_ш -момент импульса шарика

3)Основные расчетные формулы:

1.Момент инерции тела:

dV – бесконечно малый объём массой dm;

r – расстояние от объёма dV до оси вращения;

 – плотность вещества в том месте, где взят объём.

2.Момент инерции для однородного прямоугольного стержня:

m_ст– масса стержня;

– длина стержня;

– ширина стержня.

3.Скорость шарика перед ударом:

h-высота.

4.Момент импульса системы (шарик-стержень):

t- время;

-момент сил.

5.Закон сохранения момента импульса в проекции на осьOZ:

J-момент инерции;

-начальная угловая скорость вращения.

6.Закон сохранения механической энергии:

- кинетическая энергия шарика перед ударом;

- кинетическая энергия вращающегося стержня после удара;

- кинетическая энергия шарика после удара.

7.Выражение для момента инерции стержня:

-начальная угловая скорость вращения;

v-скорость.

8.Начальная угловая скорость вращения:

N-число оборотов от начала вращения до полной остановки;

t- время вращения.

9.Основное уравнение динамики вращательного движения:

– угловое ускорение стержня;

-момент силы трения;

J-момент инерции.

10.Момент силы трения в оси:

J-момент инерции;

-начальная угловая скорость вращения.

11.Работа всех сил:

N-число оборотов;

-момент силы трения.

12. Относительное расхождение моментов инерции:

J_э-экспериментальное значение момента инерции стержня;

J_т-теоретическое значение момента инерции стержня.

Таблица 1

Результаты измерения времени и числа оборотов стержня

и расчета кинематических величин шарика и стержня

№ п/п	t				r
	с	с	об	об	м	м/с	с–1	с–2
1
2
3
4
5

Таблица 2

Расчет динамических величин шарика и стержня

Jэ	Jт		Lш	Lст
кг · м2	кг · м2	%	кг · м2/с	кг · м2/с	Дж	Дж	Н · м	Дж

Вывод:

Бизин А.С. ГПс-131

7