Фізика(готові лабораторні роботи) / Новая папка / ЛР 1-04!!!

Лабораторна робота № 1–04

ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТА ІНЕРЦІЇ МАХОВОГО КОЛЕСА

ТА СИЛИ ТЕРТЯ В ОПОРІ

Мета роботи : Визначення моменту інерції махового колеса та сили тертя в опорі.

Прилади і приладдя : установка, яка складається з махового колеса, лінійки, секундоміра, штангенциркуля.

Вивчення принципу роботи експериментальної установки

і виведення робочих формул.

Для визначення моменту інерції махового колеса та сили тертя в опорі використовується установка (рис. 2.9), яка складається з махового колеса 1, насадженого на вал 2, і відлікової лінійки 3. Вал установлено на шарикоподшипниках. На нього намотується нитка, до кінця якої закріплюється тягар 4 масою m.

Підійнятий на висоту h₁ тягар m має потенціальну енергію :

.

При опусканні до моменту, коли нитка повністю розмотується, тягар m проходить відстань h₁ , а далі махове колесо, обертаючись по інерції, підіймає його на висоту h₂ < h₁ . Потенціальна енергія тягаря при цьому W₂ = mgh₂ .

Зменшення потенціальної енергії дорівнює роботі по подоланню сили тертя :

mgh₁ – mgh₂ = F_T ( h₁ + h₂ ) , звідки

. (2.42)

У початковий момент руху тягар m має деяку потенціальну енергію, яка в процесі руху системи переходить у кінетичну енергію поступного руху , кінетичну енергію обертального руху махового колеса і витрачається на роботу по подоланню сили тертя на шляху h₁ :

A_T = F_T * h₁ .

На основі закону збереження енергії можна записати :

звідки

. (2.43)

Оскільки опускання тягаря m відбувається під дією постійної сили ваги, то його рух рівноприскорений, і тому v = 2h₂ / t , де t – час опускання тягаря. Тоді кутова швидкість , де r – радіус вала.

З урахуванням (2.42) , значень υ і ω рівняння (2.43) для моменту інерції набуває такого вигляду :

(2.44)

Порядок виконання роботи :

1. Виміряти за допомогою лінійки висоту опускання тягаря h₁.

2. Виміряти час падіння тягаря m з висоти h₁ .

3. Виміряти висоту h₂ підіймання тягаря по інерції.

4. Виміряти діаметр d вала 2.

5. Вимірювання , зазначені у пп. 1–4, повторити 3–5 разів. Усі одержані дані занести до таблиці та визначити їх середнє значення.

6. За формулою (2.42) обчислити силу тертя в опорах.

7. За виразом (2.44) визначити момент інерції махового колеса.

№	h1 , м	h2 , м	<h> , м	t , с	<t> , с	d , м	m , кг	FT , н	I , кг*м2
1	1.5	1.32	1.85	1.89	1.85	0.096	0.25	0.16	0.018
2		1.24		1.83
3		1.33		1.84

Сила тертя

Момент інерцій.

Висновок : Виконуючи дану роботу я експериментально визначив момент інерції махового колеса і силу тертя в опорі . Отримав слідуючі пезультати ; . Відносна похибка вимірювань . Найменш точним вимірюванням є вимірювання масс .