Лабораторные работы / Работа 1.1A - Отчет - Chipits - 2008 / Fiz_Lab_1kurs_1.1A
.docРоссийский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева
Кафедра физики
Отчёт о выполнении лабораторной
работы № 3(1.1А)
«Проверка основного закона динамики вращательного движения тела»
Цель работы: Экспериментальная проверка основного закона динамики вращательного движения твердого тела с помощью маятника Обербека. Построение графика зависимости углового ускорения ε от суммарного момента Mz действующих сил при постоянном моменте инерции Jz.
Необходимое оборудование:
-
Штангенциркуль
-
Маятник Обербека
-
Линейка
-
Секундомер
Основные формулы:
-
Экспериментальный суммарный момент сил:
где m-масса груза,r-радиус шкива, h-высота, на которой находится маятник, h1-высота, на которую поднимется маятник
-
Угловое ускорение:
где h-высота, на которой находится маятник, r-радиус шкива,t-время спуска груза
-
Высота, на которую поднимется маятник:
-
Высота, на которой находится маятник:
-
Относительная погрешность и расчет доверительного интервала h1:
-
Относительная погрешность и расчет доверительного интервала h:
-
Относительная погрешность и расчет доверительного интервала для момента инерции и углового ускорения:
-
Момент инерции системы и расчет доверительного интервала:
Таблицы экспериментальных данных:
|
№ измерения |
di,м |
ri,м |
Δri,м |
(Δri)2,м2 |
|
1 |
0,0843 |
0,04215 |
-2∙10-4 |
4∙10-8 |
|
2 |
0,0837 |
0,04185 |
1∙10-4 |
1∙10-8 |
|
3 |
0,0837 |
0,04185 |
1∙10-4 |
1∙10-8 |
|
|
|
|
- |
|
|
0,04195±2,9∙10-4 |
||||
|
Экспериментальные данные |
Расчетные данные |
|||||||||||||||
|
№ серии |
№ изм. |
Масса груза, кг |
Начальная координата, м |
Координата нижней точки, м |
Время спуска, с |
Конечная координата, м |
Момент сил, Н∙м |
Угловое ускор. рад/ с² |
||||||||
|
|
|
m±Δm |
x0 |
Δx0 |
(Δx0)² |
x1 |
Δx1 |
(Δx1)² |
t, с |
x2 |
Δ x2 |
(Δ x2)² |
Mz |
εz |
||
|
первая серия |
1 |
0,03094± 0,0001 |
0,24 |
1∙10--3 |
1∙10--6 |
1,325 |
0 |
0 |
2,77 |
0,697 |
1∙10--3 |
1∙10--6 |
0,0932 |
6,74 |
||
|
2 |
0,238 |
-1∙10--3 |
1∙10--6 |
1,325 |
0 |
0 |
2,40 |
0,700 |
4∙10--3 |
16∙10--6 |
0,0928 |
8,997 |
||||
|
3 |
0,239 |
0 |
0 |
1,325 |
0 |
0 |
2,57 |
0,692 |
-4∙10--3 |
16∙10--6 |
0,0937 |
7,85 |
||||
|
|
|
0,239 |
|
1,325 |
|
2,58 |
0,696 |
|
|
|
||||||
|
|
|
0,259±1,8∙ 10--3 |
1,325±5∙ 10--4 |
2,58±0,3 |
0,696±6∙ 10--3 |
0,0933±7∙ 10--4 |
7,78±1,8 |
|||||||||
|
вторая серия |
1 |
0,2573± ±0,0001 |
0,24 |
5∙10--3 |
25∙10--6 |
1,323 |
0 |
0 |
2,75 |
0,737 |
-0,014 |
1,94∙10--4 |
0,0743 |
6,83 |
||
|
2 |
0,237 |
8∙10--3 |
64∙10--6 |
1,323 |
0 |
0 |
2,76 |
0,708 |
0,015 |
2,25∙10--4 |
0,0765 |
6,79 |
||||
|
3 |
0,259 |
14∙10--3 |
196∙10--6 |
1,323 |
0 |
0 |
2,57 |
0,722 |
1∙10--3 |
1∙10--6 |
0,0764 |
7,68 |
||||
|
|
|
0,245 |
|
1,323 |
|
2,7 |
0,723 |
|
|
|
||||||
|
|
|
0,245±0,02 |
1,323±5∙ 10--4 |
2,7±0,18 |
0,723±2,4∙ 10--2 |
0,0764±1,5∙ 10--3 |
7,1±0,9 |
|||||||||
|
третья серия |
1 |
0,2055± ±0,0001 |
0,0239 |
-2∙10--3 |
4∙10--6 |
1,33 |
0 |
0 |
2,81 |
0,777 |
3∙10--3 |
9∙10--6 |
0,0568 |
6,59 |
||
|
2 |
0,0233 |
4∙10--3 |
16∙10--6 |
1,33 |
0 |
0 |
2,94 |
0,778 |
-8∙10--3 |
64∙10--6 |
0,0559 |
6,05 |
||||
|
3 |
0,0237 |
0 |
0 |
1,33 |
0 |
0 |
2,95 |
0,775 |
5∙10--3 |
25∙10--6 |
0,0569 |
5,99 |
||||
|
|
|
|
|
1,33 |
|
2,9 |
0,780
|
|
|
|
||||||
|
|
|
0,237±5∙ 10--3 |
1.,33±5∙ 10--4 |
2,9±0,13 |
0,78±0,012 |
0,0565±6∙ 10--4 |
6,2±0,5 |
|||||||||
|
четвертая серия |
1 |
0,1535± ±0,0001 |
0,236 |
|
|
1,322 |
0 |
0 |
3,32 |
0,776 |
|
|
0,0422 |
4,70 |
||
|
2 |
0,17 |
|
|
1,322 |
0 |
0 |
3,71 |
|
|
|
0,0408 |
4,00 |
||||
|
3 |
0,239 |
|
|
1,322 |
0 |
0 |
3,69 |
|
|
|
0,0408 |
3,79 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
0,215±3∙ 10--4 |
1,322±5∙ 10--4 |
|
|
0,0413±2,9∙ 10--4 |
4,2±0,7 |
|||||||||
|
пятая серия |
1 |
0,1023± ±0,00001 |
0,229 |
|
|
1,324 |
0 |
0 |
4,67 |
|
|
|
0,0225 |
2,39 |
||
|
2 |
0,229 |
|
|
1,324 |
0 |
0 |
4,64 |
|
|
|
0,0224 |
2,42 |
||||
|
3 |
0,225 |
|
|
1,324 |
0 |
0 |
4,67 |
|
|
|
0,0224 |
2,40 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
0,696±6∙ 10--3 |
1,324±5∙ 10--4 |
|
0,696±6∙ 10--3 |
,0224±1,8∙ 10--4 |
2,40±0,03 |
|||||||||
=
5,77∙10--4
=
0
=
2,34∙10--3
=
6,89∙10--3
=
0
=
2,34∙10--3
=0,237
6,89∙10--3
=
0
=
2,34∙10--3
=0,215
6,89∙10--3
=1,322
0
=
2,34∙10--3
=
6,89∙10--3
=1,324
0
=
2,34∙10--3
Результаты вычислений:
Jz~9∙10-3 [кг∙м2]
График:
Отдельно построен на миллиметровке.
Выводы из работы:
В результате проделанной работы был экспериментальным образом определен момент инерции маятника Обербека. Был проверен основной закон динамики вращательного движения. Построен график зависимости углового ускорения от момента инерции и выяснено, что момент инерции величина постоянная, не зависящая от углового ускорения и момента. Соответствующее изменение момента силы вызывает соответствующее изменение углового ускорения.
Студент группы П-11
Chipits « » 2008г.
дата