- •Методическое пособие
- •Часть I
- •Порядок выполнения работ
- •Элементарная теория оценки ошибок измерений
- •Лабораторная работа №101 изучение законов кинематики и динамики прямолинейного движения на машине атвуда
- •3.1. Описание экспериментальной установки
- •3.2. Проведение эксперимента
- •Проверка формул для равноускоренного движения
- •Проверка формул для равномерного прямолинейного движения
- •Изучение законов сохранения механической энергии и импульса на примере центрального удара шаров
- •3.1. Описание экспериментальной установки
- •3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3. Обработка результатов эксперимента
- •Изучение основного закона динамики вращательного движения твердого тела
- •3.1.Описание экспериментальной установки
- •3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3. Обработка результатов измерений
3.1.Описание экспериментальной установки
Общая схема экспериментальной установки представлена на рис. 2. На шкиве 2 радиуса R закреплены четыре стержня одинаковой длины, вдоль которых могут свободно перемещаться грузы 3 массой m0. К шкиву прикрепляется нить 8, перекинутая через неподвижный блок 4, на другой конец которой подвешивается груз 6 общей массой m. На основании с автоматическим таймером 10 установлена подставка 9 с фотоэлектрическим датчиком. К штативу 1 прикреплена линейка 7, показывающая высоту поднятия груза 6.
3.2. Порядок выполнения работы
1. Определение момента инерции и углового ускорения.
-
наматывая нить на шкив, поднять груз на определенную высоту h. Записать высоту поднятия груза h и радиус шкива R в табл. 1;
-
расположить грузы m0 на одинаковом расстоянии от оси вращения крестовины (например, на концах осей маятника Обербека);
-
измерить три раза время падения груза с одной массой m. Занести данные в табл. 1;
-
опыт проделать три раза с различными массами груза т. Занести данные в табл. 1.
Таблица 1
h = м, R = м |
|||||||||||||
№ опыта |
m, кг |
Время падения, с |
ЭКС, рад/с |
рад/с2 |
JZЭКС, кгм2 |
JZРАС, кгм2 |
|||||||
t1 |
t2 |
t3 |
tСР |
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Исследование зависимости и JZ от расположения масс на крестовине маятника.
Проделать предыдущий опыт для различных положений грузов m0 на осях крестовины (размещая грузы симметрично у основания крестовины, в середине и по краям). Массу груза m не изменять. Результаты занести в табл. 2.
Таблица 2
h = м, m = кг, R = м |
||||||||||
Положение грузов m0 |
Время падения, с |
ЭКС, рад/с |
МZ, Нм |
JZЭКС, кгм2 |
||||||
t1 |
t2 |
t3 |
tСР |
|
|
|
||||
Основание |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Середина |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Край |
|
|
|
|
|
|
|
3.3. Обработка результатов измерений
-
Пользуясь данными табл. 1, по формулам (10), (14) рассчитать теоретическое РАС и экспериментальное ЭКС угловые ускорения. Результаты расчета поместить в табл. 1. Сравнить полученные результаты.
-
Пользуясь данными табл. 1, вычислить по формулам (3), (15) теоретическое JZРАС и экспериментальное JZЭКС значения моментов инерции. Сравнить полученные результаты.
-
На основании данных табл. 2, по формулам (13), (14) и (15) для средних значений tCP рассчитать ЭКС, МZ и JZЭКС для различных положений грузов m0 на крестовине (основание, середина и край). Результаты расчета поместить в табл. 2.
-
Построить графики зависимости JZЭКС и ЭКС от положений грузов на осях крестовины (основание, середина и край).
J, кгм2
, рад/с2
основание середина край
основание середина край