лаб / 6_1

ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)

Кафедра общей и специальной физики

Лабораторная работа №6

“ Изучение вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной оси на примере маятника Обербека.”

Выполнил: студент 1курса гр. МВ-05

Проверил:

ОБНИНСК 2005

Цель работы:

1. Экспериментально проверить основное уравнение вращательного движения, определить момент инерции системы и оценить влияние момента сил трения.

2. Проверить теорему Штейнера.

Приборы: маятник Обербека.

t_сист = 0,0005с, M_сист = 0,0006кг, r_сист = 0.002м, h_сист = 0,0015м, P_сист = l_сист = 0,00005м.

					Таблица1
№	R123, м	r, м	h, м	M1, кг	t1, с	M2, кг	t2, с	M3, кг	t3, с
1					5,078		4,145		3,285
2	0,2 м	0,044	0,42 м	0,0549	5,094	0,0939	4,087	0,1335	3,318
3					5,066		4,129		3,298
t1:	<t> =	5,0793 c	Sn =	0,0140	S =	0,0081	t1 =	0,0349 c
t2:	<t> =	4,1203 c	Sn =	0,03	S =	0,0173	t1 =	0,0744 c
t3:	<t> =	3,3003 c	Sn =	0,0166	S =	0,0096	t1 =	0,0413 c

а =;

a1 =	0,0326 м/с2	a2 =	0,0495 м/с2	a3 =	0,0771 м/с2

 = ;  = ;  = *;

1 =	0,74	2 =	1,1245	3 =	1,7527
1 =	0,0476	2 =	0,0582	3 =	0,0520
1 =	0,0352	2 =	0,0654	3 =	0,0912

N = M*r*(g – a); N = ; N = N*N;

N1 =	0,0236	N2 =	0,0403	N3 =	0,0571
N1 =	0,0489	N2 =	0,0585	N3 =	0,0522
N1 =	0,0012	N2 =	0,0024	N3 =	0,003

N_тр = ; n = 35;(2сл) N_тр = 0,0011 Н*м; N_тр = 0.1602; N_тр = 0.0002 Н*м

N_тр = 0.0011  0.0002 Н*м;

По графику: N_тр = 0,0010  0.0002 Н*м ; I = 0.0323 Н*м*с²

					Таблица2
№	M456, кг	R4, м	t4, с	R5, м	t5, с	t без m	l, м	M, кг	P1, м	P2, м
1			4,172		2,677	1,589
2	0,0549	0,15	4,127	0,1	2,612	1,66	0,0199	0,193	0,0029	0,0394
3			4,086		2,591	1,627

t4:	<t4> =	4,1283, с	Sn =	0,0430	S =	0,0248	t1 =	0,1068, с
t5:	<t5> =	2,6267, с	Sn =	0,0448	S =	0,0259	t1 =	0,1113, с
tбm:	<tбm> =	1,6253, с	Sn =	0,0355	S =	0,0205	t1 =	0,0882, с

I = M*r²*( - 1); I = ; I = I*I;

I1 =	0,0319	I2 =	0,0210	I3 =	0,0132
I1 =	0,0928	I2 =	0,1053	I3 =	0,1249
I1 =	0,0030	I2 =	0,0022	I3 =	0,0016

<I> = 0.0220 Н*м*с²; <I> = 0.0023 Н*м*с² ; I = 0.0220  0.0023 Н*м*с²

По графику: <I> = = 0.023 Н*м*с² ; I = = 0.009 Н*м*с²

I = 0.023  0.009 Н*м*с²;

I₀ = m*l²/12 + m*(P1² + P2²)/4; I(0) = I_кр + 4I₀; I = I(0) + 4mR²;

Io =	0,00008	Iкр =	0,0032	Iкр =	0,1417	Iкр =	0,0004
I(0) =	0,0035

По графику: I(0) = 0.0037 Н*м*с²

Вывод:

1) Проверяя справедливость основного уравнения вращательного движения I = N – N_тр , мы построили график зависимости  от N и получили прямолинейную зависимость, тем самым качественно доказав справедливость исходного уравнения. График выходит из точки  = 0 N = N_тр и значение N_тр по графику(N_тр = 0,0010  0,0002 Н*м)а измеренное значение: N_тр = 0,0011  0,0002 Н*м ; они оказались приблизительно равны, что количественно доказывает справедливость I = N – N_тр ; По графику I = 0.0323 Н*м*с²

2) Проверяя теорему Штайнера, мы построили график зависимости I = f(R²). Мы получили прямую, выходящую из точки R = 0 I = I(0), что подтверждает теорему Штейнера I = I(0) + 4mR². Сравнивая I(0) = 0.0037 Н*м*с², I_кр = 0.0032 Н*м*с² и I(0) = I_кр + 4I₀ = 0.0035 Н*м*с² можно утверждать, что теорема Штайнера верна.

3

www.BrotherObninsk.narod.ru