Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабораторные работы / ЗОЙБЕРГ - 2005 / 1kurs / Fiz_Lab_1kurs_doc_MayatnikOberbeka

.doc
Скачиваний:
128
Добавлен:
08.01.2014
Размер:
97.79 Кб
Скачать

Отчёт о выполнении лабораторной работы

«Проверка основного закона вращательного движения твёрдого тела»

Цель работы: Экспериментальная проверка основного закона динамики вращательного движения твёрдого тела с помощью маятника Обербека. Проверка основного закона осуществляется путём построения графика зависимости углового ускорения от суммарного момента действующих сил при постоянном моменте инерции.

Необходимое оборудование:

-Маятник Обербека (рис.1)

-Технические весы (точность 0,1 г) (рис.2)

-Штангенциркуль (точность 0,1 мм) (рис.3)

-Секундомер (точность 0,2 с) (рис.4)

Рисунки

рис.1 рис.2 рис.3 рис. 4

Маятник Обербека Технические весы Штангенциркуль Секундомер

Формулы для расчёта

1. Формула для расчёта суммарного момента сил: Mz = 2mgr(h1/(h+h1)), где m – масса груза, g - ускорение свободного падения (9,81 для Москвы), r – радиус шкива, h – расстояние от верхнего положения груза до нижнего положения груза, h1 – расстояние от нижнего положения груза до высоты, на которую груз поднялся после прохода через нижнее положение.

2. Формула для расчёта углового ускорения: έ = (2h)/(rt2), где t - время прохода груза от верхнего положения до нижнего положения.

3. Обычная погрешность прямого измерения:

; ; , где N – число измерений, ц.д. – цена деления измерительного прибора, tα(N) – коэффициент Стьюдента, ΔXi= Xcp-Xi.

Таблица результатов измерений

1 серия. m= 99 ± 1 г

Хверх., см

Хнижн., см

Х2 , см

t, с

1

3

117

104

13

2

3

118

107

14

3

3

118

108

14,4

2 серия. m= 151 ± 1 г

Хверх., см

Хнижн., см

Х2 , см

t, с

1

3

117

89,6

10

2

3

118

92

10

3

3

118

94

9,8

3 серия. m= 201,5 ± 1 г

Хверх., см

Хнижн., см

Х2 , см

t, с

1

3

119

80

8,4

2

3

118,5

79

8

3

3

118

80

8,2

4 серия. m= 254,5 ± 1 г

Хверх., см

Хнижн., см

Х2 , см

t, с

1

3

119

70,5

7

2

3

118,5

69

7

3

3

118

73

6,8

5 серия. m= 306,5 ± 1 г

Хверх., см

Хнижн., см

Х2 , см

t, с

1

3

117,5

63

6,2

2

3

118

62

6

3

3

118,5

62

5,8

6 серия. m= 358,5 ± 1 г

Хверх., см

Хнижн., см

Х2 , см

t, с

1

3

118

57

5,2

2

3

118

58

5,2

3

3

118,5

59

5,4

Результаты расчётов

  1. Средние значения измеренных величин с доверительным интервалом.

    1-я серия

    2-я серия

    3-я серия

    4-я серия

    5-я серия

    6-я серия

    Хверх., см

    3

    3

    3

    3

    3

    3

    Хнижн., см

    118 ± 1

    118 ± 1

    118,5 ± 0,8

    118,5 ± 0,8

    118,0 ± 0,8

    118,2 ± 0,5

    Х2 , см

    106 ± 3

    92 ± 4

    80 ± 1

    71 ± 3

    62 ± 1

    58 ± 2

    t, с

    13,8000 ± 1,2115

    9,933 ± 0,218

    8,2 ± 0,3

    6,933 ± 0,218

    6,0 ± 0,3

    5,267 ± 0,218

  2. Значения Mz и ε.

1-я серия

2-я серия

3-я серия

4-я серия

5-я серия

6-я серия

Mz, н*м

0,00770 ± 0,00116

0,02291 ± 0,00216

0,0415 ± 0,0003

0,061 ± 0,002

0,0826 ± 0,0005

0,1013 ± 0,0017

ε, с-2

0,29 ± 0,05

0,556 ± 0,025

0,82 ± 0,06

1,15 ± 0,07

1,52 ± 0,15

1,98 ± 0,16

По этим данным строится график линейной зависимости углового ускорения от момента сил ε = Mz/I, где I = const. Тогда коэффициент (1/I) будет угловым коэффициентом в графике.

График зависимости представлен отдельно на миллиметровой бумаге.

Из графика видно, что угловое ускорение линейно зависит от момента сил. Следовательно, значение (1/I) постоянно и тогда I = const.

Основной закон динамики вращательного движения M = доказан.

  1. Значение I: I = 0,047 ± 0,009 н*м2

Выводы из работы

Опытным путём мы доказали основной закон динамики вращательного движения M = Iε . Для этого мы произвели вычисления момента сил и углового ускорения исходя из опытных данных для 6 тел разной массы. Составив график зависимости углового ускорения от момента сил, мы убедились в том, что эта зависимость линейная. Коэффициент этой зависимости - 1/I, где I – момент инерции.

« » 2005 г.

дата

Голубенко И.С. / /

группа ВК-14 подпись

Соседние файлы в папке 1kurs