1 семестр / М-9

1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

На вертикальной стойке крепятся два кронштейна: верхний и нижний.

На верхнем кронштейне находится электромагнит, фотоэлектрический датчик и намоточный винт для закрепления и регулирования длины бифилярной подвески маятника.

Нижний кронштейн вместе с прикрепленным к нему фотоэлектрическим датчиком можно перемещать вдоль стойки и фиксировать в произвольно выбранном положении.

Маятник установки - это ролик, закрепленный на оси и подвешенный по бифилярному способу, на который накладывается съемное кольцо, изменяя таким образом момент инерции системы.

Маятник с наложенным кольцом удерживается в верхнем положении электромагнитом. Длина маятника определяется по миллиметровой шкале на стойке. С целью облегчения этого измерения нижний кронштейн оснащен указателем, помещенным на высоте оптической оси фотоэлектрического датчика.

На основании, оснащенном регулируемыми ножками, в котором укреплена стойка, находится миллисекундомер.

На передней панели миллисекундомера располагаются кнопки "СЕТЬ" (включение сети), "ПУСК" (отключение электромагнита), "СБРОС" (установка нуля измерителя), а также табло "ВРЕМЯ,С" (показывающее время падения груза).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Записать в таблицу массу и диаметр стержня; массу диска и массу кольца.

2. Установить подвижный кронштейн в нижней части стойки.

3. Надеть кольцо на диск до упора. Запишите общую массу диска, стержня и кольца в таблицу.

4. Проверив, находится ли кнопка "ПУСК" на миллисекундомере в нажатом состоянии, подключить прибор к сети и нажать кнопку "СЕТЬ". При этом на табло должны высветиться нули.

5. В нижнем положении маятника стальное кольцо должно находиться примерно на 2 мм ниже оптической оси нижнего фотоэлектрического датчика, а ось маятника должна быть параллельной основанию прибора. Если эти требования не выполняются, следует отрегулировать подвес. Для этого освободить гайку намоточного винта, накрутить на винт нить, соблюдая правильность намотки и выполнение требуемых условий, затем затянуть гайку, зафиксировав винт.

6. На миллиметровой шкале стойки определить длину маятника и записать ее в таблицу. Во всех опытах эта величина должна оставаться постоянной.

7. Отжать кнопку "ПУСК".

8. Намотать на ось маятника нить подвески, обращая внимание на то, чтобы она наматывалась равномерно, один виток за другим, была не слишком скручена.

9. В верхнем положении маятник зафиксируется электромагнитом. Маятник следует повернуть в направлении его движения на угол 4° - 5°, не отрывая его от электромагнита, чтобы ослабить натяжение нити.

10. Нажать кнопку "СБРОС", затем "ПУСК".

11. Когда маятник при движении достигнет нижнего положения и отсчет времени прекратится, его следует остановить.

12. Записать полученное значение времени падения с табло миллисекундомера в таблицу.

2.

3. Момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до базового множества (точки, прямой или плоскости).

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): кг·м²

4.

Размерность момента инерции всегда равна массе, умноженной на квадрат длины

5.

Момент инерции сплошного тела определяется интегрированием по всему объему тела.

В общем случае, если тело сплошное, оно представляет собой совокупность множества точек с бесконечно малыми массами , и моменты инерции тела определяется интегралом

о где - расстояние от элемента  до оси вращения.

6.

7. Роль массы в поступательном движении играет момент инерции тела во вращательном движении. А поскольку масса является мерой инертности тела в поступательном движении, то момент инерции является также мерой инертности тела во вращательном движении. В этом заключается физический смысл момента инерции.

8. Полученное соотношение называется уравнением моментов для материальной точки: скорость изменения момента импульса материальной точки относительно неподвижной точки равна моменту действующих сил относительно той же точки. Оно справедливо при любом движении материальной точки (в том числе переменной массы) по произвольной траектории.

9. Момент силы - векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора (проведённого от оси вращения к точке приложения силы — по определению) на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело. В системе СИ измеряется (Н*м)

10.

11. Момент импульса характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.   — радиус-вектор частицы относительно выбранного неподвижного в данной системе отсчёта начала отсчёта,  — импульс частицы. (м²·кг·с⁻¹)

12.

13.  Центр масс - геометрическая точка, характеризующая движение тела или системы частиц как целого

14. АБСОЛЮТНО ТВЕРДОЕ ТЕЛО – модельное понятие классической механики, обозначающее совокупность материальных точек, расстояния между которыми сохраняются в процессе любых движений, совершаемых этим телом.

15. полная механическая энергия системы сохраняется, если выполняются два условия : 1) система замкнута (нет внешних сил) ; 2) система консервативна (отсутствуют неконсервативные силы) .

Замкнутой системой называют группу тел, изолированных от внешнего мира.