1D – 30 мм, 2d – 60 мм, 3d – 90 мм.

5. Протяните нить через измерительное колесико 6 светового барьера 7, при этом нить должна быть горизонтальна. Высота светового барьера регулируется крепежным устройством 8.

6. Прикрепите к нити держатель 9 с перегрузками 10.

7. Включите в сеть прибор Cobra3.

8. . Включите компьютер и запустите программу «Measure», нажмите кнопку «Student», в меню «Прибор» выберите «Кобра3 Перемещение/Вращение».

9. Занесите параметры эксперимента в диалоговое окно на экране компьютера (Приложение-1).

10.Включите турбогенератор, поставив переключатель на задней панели прибора в положение 1. Увеличьте подачу воздуха по гофрированной трубе, поворачивая ручку регулятора турбокомпрессора до положения 5 (до тех пор, пока диск не «всплывет»).

11. Отпустите спусковой механизм 12, открутив винт 14, при этом, диск 1, колесико 6 и груз 10 приходят в движение.

12. Закончите эксперимент щелчком мыши до того, как держатель 9 коснется пола. После завершения эксперимента зависимость угла поворота от времени появится на экране компьютера (рис.9).

План эксперимента и обработка его результатов

1. Измерьте зависимость .Массуmдержателя с перегрузками следует выбрать в соответствии с индивидуальным заданием. На экран компьютера (рис. 9) будет выведен график зависимости угла поворота(в радианах) от времени(в секундах). В соответствии с теоретической зависимостьюграфик должен иметь вид параболы.

   Таблица Изменение каналов

   Рис. 9. График зависимости угла поворота от времени.

2. В верхней строке панели инструментов на экране монитора «нажмите» кнопку «Таблица» (рис. 9). Таблица отбудет выведена на экран. Перепишите ее в лабораторный журнал в сокращенном виде, задавая шаг по времени в 1 секунду.

3. На миллиметровой бумаге постройте график зависимости от. Если трение в условиях нашего эксперимента достаточно мало, то угловое ускорение будет постоянным и. Следовательно, графикотдолжен быть линейным с угловым коэффициентом.

4. Рассчитайте и нанесите на график поля погрешностей. Погрешность измерения угла поворота измерительного колесика примерно равна , где– число отверстий в измерительном колесике светового барьера. Учитывая, что углы поворота шкива радиусаи измерительного колесика радиусасвязаны соотношением, получим для погрешности угла:

(8)

Относительная погрешность измерения времени мала и ее можно не учитывать.

5. Определите по графику угловое ускорение и его погрешность.

6. Определите величину углового ускорения «в автоматическом режиме» при помощи компьютерной программы (см. Приложение-2).

7. Повторите эксперименты при различных массах m(5 значений в диапазоне 10-90 г), определяя каждый раз угловое ускорениепри помощи компьютера. Для каждого значенияmизмерения повторите три раза для оценки погрешности величины. Результаты занесите в таблицу, указывая для каждого значенияmвеличины,,,и

8. Постройте график зависимости отm на миллиметровой бумаге. В соответствии с формулой (7) этот график должен быть линейным. Определите угловой коэффициентграфика, рассчитайте момент инерцииIдиска, его относительную и абсолютную погрешности. Учтите, что погрешность Δm для данной установки не превышает 0,5 г. Погрешность соответствует глубине лунки для нити в шкиве на поворотном диске (≈0,5 мм).

7. Сравните полученный результат для момента инерции диска с теоретическим расчетом в домашнем задании.

8. Сформулируйте выводы по работе.

Индивидуальные задания

№ бригады	1 и 7	2 и 8	3 и 9	4 и 10	5 и 11	6 и 12
№ диска	1D	2D	1D	2D	1D	2D
Радиус шкива , мм	15	30	15	30	15	30
Масса m, г (для 1-го пункта плана)	30	40	40	50	50	30

Подготовка к работе.

1. Физические понятия.

• поступательное движение;

• вращательное движение;

• момент силы относительно точки, относительно оси;

• угловая скорость; угловое ускорение;

• момент инерции; физический смысл момента инерции твердого тела;

• основное уравнение динамики вращательного движения;

• теорема Штейнера.

2. Выведите формулу для расчета момента инерции сплошного диска радиуса Rи массыM.

3. Расчетное задание.

• Рассчитайте момент инерции алюминиевого диска диаметром 350 мм и толщиной 3,5 мм.

• Для этого алюминиевого диска по формуле (7) рассчитайте зависимость от. Радиус шкиваrвыберите из таблицы индивидуальных заданий. Постройте график зависимостиотв диапазоне значенийот 0 до 100 г.

4. Сформулируйте цель работы и порядок ее выполнения.

Примечание. Пункты 2, 3 выполните письменно при подготовке к лабораторной работе.