Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МЕХАНИКА 2011.doc
Скачиваний:
49
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
2.86 Mб
Скачать

VI. Лабораторные работы.

1. Изучение поступательного движения на машине атвуда

Цель работы: изучить закономерности поступательного движения твердого тела, освоить графический метод определения ускорения и момента силы трения; определить ускорение тела и величину момента силы трения.

Оборудование:

  1. машина Атвуда;

  2. грузы, связанные нитью;

  3. комплект перегрузов;

  4. секундомер.

Теоретическая подготовка:по учебникам [1-5] или по конспекту необходимо изучить темы «Кинематика и динамика материальной точки», «Динамика вращательного движения твердого тела». Особое внимание обратить на кинематическое уравнение равноускоренного движения, а также на законы динамики вращательного движения и определение моментов сил.

Сущность лабораторной работы и методика эксперимента.

Описание лабораторной установки:

Машина Атвуда (рис.1.1) состоит из вертикальной стойки с нанесенной на ней шкалой. В верхней части стойки закреплен легкий блок 4 известной массы, вращающийся с небольшим трением. Через блок перекинута легкая нить 3 с грузами 1 и 2 одинаковой массы m. К стойке крепится подвижная платформа 6, с помощью которой регулируется путь, пройденный грузами. К машине Атвуда придан комплект перегрузов, помещая которые на один из грузов, получают равноускоренное движение системы тел, состоящей из двух одинаковых грузов m, перегрузка m1, и блока.

Часть I. Определение ускорения движения грузов.

При равноускоренном движении путь S, пройденный за время t определяется выражением:

Т.к. начальная скорость движения грузов , то

(1.1)

Если построить график зависимости S от (t2), то получим прямую, в которой будет являться угловым коэффициентом прямой.

Для построения графика определяем время прохождения грузом различных отрезков пути. Определив по графику tga - тангенс угла наклона прямой по отношению к оси абсцисс (t2), находим a= 2tg (см. рис. 1.2).

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2.

Часть II. Определение момента трения в блоке.

Момент трения в оси блока можно определить, зная массу перегрузка m1, который страгивает блок с грузами. Рассмотрим движение блока и грузов (см. рис. 1.1). Запишем уравнения движения грузов и блока. Для груза с перегрузом в соответствии со вторым законом Ньютона:

Для груза без перегрузка:

В проекциях на ось ОY получим:

Если считать нить не растяжимой, то , кроме этого, рассматривая движения нити и блока, можно записать

,

где e - угловое ускорение блока, R - радиус блока

Уравнение вращательного движения блока:

Так как масса нити мала по сравнению с массами грузов и блока, то и . Таким образом получаем систему уравнений:

;

,

из которой следует:

(1.2)

Очевидно, что ускорение зависит от массы перегрузка 1. При некотором ее значении ускорение будет равно нулю. Т.е. система будет неподвижна по причине действия момента силы трения. Из формулы (1.2) видно, что если , то Мтр=.

Необходимое значение находят по графику , (см. рис.1.3). График строят по четырем точкам.

Рисунок 1.3.

Порядок выполнения лабораторной работы:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.