Часть 2

Укрепить на крестовине два груза на одинаковом расстоянии Rот оси вращения. Выполнить пункты 2-4.
Укрепить на крестовине четыре груза на одинаковом расстоянии Rот оси вращения. Выполнить пункты 2-4.
Результаты измерений занести в таблицу.

Таблица измерений и вычислений

Число грузов	m₀, кг	d. м	t, с	t_ср, с	h, м	R, м	J₀, кг м²	J, кг м²	, рад/с
2


4

По формулам (8), (9) и (6) рассчитать для каждого случая момент инерции и угловое ускорение.
Проверить соотношение (10).
Сделать выводы по проделанной работе.

Контрольные вопросы

Виды движения твердого тела. Какое движение называется поступательным? вращательным?
Какие величины являются мерой инертности при поступательном и вращательном движении? Дайте их определение.
Сформулируйте теорему Штейнера.
Какие физические величины являются мерой воздействия при поступательном и вращательном движении?
Сформулируйте законы динамики поступательного и вращательного движения.
Ускорение при поступательном и вращательном движении. Угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематическими величинами.
Выведите расчетные формулы.

Лабораторная работа 2-1б Проверка основного закона динамики вращательного движения

Цель работы:Изучение законов динамики поступательного и вращательного движения.

Приборы и принадлежности:Маятник Обербека, набор грузов, штангенциркуль, электрический секундомер, метрическая шкала.

Методика и техника эксперимента

Маятник Обербека состоит из четырех спиц, укрепленных на втулке под прямым углом друг к другу. Втулка насажена на ось, закрепленную в игольчатых подшипниках, так что вся система может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси. Момент инерции прибора можно изменять, передвигая грузы m₀вдоль спиц, а также изменяя число грузовm₀на спицах. При отсутствии грузов на спицах маятник Обербека имеет собственный момент инерцииJ₀. Момент инерции маятника с грузами рассчитывается по формуле:

, (1)

где N- число грузов,R- расстояние от центра тяжести груза до оси вращения.

На блок маятника навита нить, снабженная платформой очень малой массы с перегрузами m_гр. Если систему предоставить самой себе, то грузm_гр будет ускоренно опускаться, приводя в движение маятник. Высоту опускания грузаhотсчитывают по вертикальной сантиметровой шкале, укрепленной на стене, а время, в течение которого груз проходит расстояниеh, измеряют электрическим секундомером.

Применим законы динамики и кинематические уравнения для описания движения системы тел на экспериментальной установке..

На груз, движущийся поступательно, действуют сила тяжестиm_грgи сила натяжения нитиT. По второму закону Ньютона

. (2)

Маятник совершает вращательное движениепод действием момента силы натяжения нитиT. Момент силы тяжестиm_мg, приложенной к маятнику, и момент силы реакции осиNравны нулю, т.к. линии действия этих сил проходят через ось вращения. Согласно основному закону динамики вращательного движения

, (3)

где J- момент инерции маятника,- его угловое ускорение,- момент силыТ,- радиус вала,d- диаметр вала.

Ускорение груза равно ускорению любой точки нити и, соответственно тангенциальному ускорению точек, лежащих на поверхности вала. Оно связано с угловым ускорением соотношением

. (4)