- •Вопросы для защиты лабораторных работ по физике. Лабораторная работа № 6. (Изучение средней силы сопротивления грунта и изучение неупругого соударения груза и сваи на модели копра.)
- •Лабораторная работа № 7. (Изучение динамики вращательного движения твердого тела и определение момента инерции маятника Обербека.)
- •Лабораторная работа № 8. (Изучение динамики плоского движения Маятника Максвелла.)
- •Лабораторная работа № 15. (Определение отношения теплоемкостей газов.)
- •Ответы на вопросы по защите лабораторных работ по физике. Лабораторная работа № 6. (Изучение средней силы сопротивления грунта и изучение неупругого соударения груза и сваи на модели копра.)
- •Лабораторная работа № 7. (Изучение динамики вращательного движения твердого тела и определение момента инерции маятника Обербека.)
- •Лабораторная работа № 8. (Изучение динамики плоского движения Маятника Максвелла.)
- •Ответы на защиту лабораторной работы № 15.
- •15.1.1.
- •15.1.2.
- •15.1.3.
- •15.1.4.
- •15.1.6.
- •15.1.7.
- •15.1.8.
- •15.1.9.
- •15.1.10.
- •15.2.6.
Лабораторная работа № 8. (Изучение динамики плоского движения Маятника Максвелла.)
8.1.1. Движение называется плоским или плоскопараллельным, если при этом движении все точки тела движутся в параллельных плоскостях. (Качение однородного кругового цилиндра по плоскости.
8.1.2. Момент инерции зависит от выбора оси вращения. Момент инерции твердого тела равен сумме моментов инерции его частей. В частности, если тело разбить на элементарные массы , то по определению
, (где - расстояние от элементарной массыдо оси вращения).
8.1.3. Центр масс тела- точка С, радиус-вектор которой равен отношению суммы произведений масс всех материальных точек системы на их радиусы-векторы к массе всей системы:
,
(где и- масса и радиус векторi-й материальной точки, n и m=- общее число этих точек в системе и ее суммарная масса).
Центр масс тела- геометрическая точка, для которой сума произведений масс всех материальных точек, образующих механическую систему, на их радиусы-векторы, проведенные из этой точки, равна нулю.
8.1.4. Теорема Кёнига: «Кинетическая энергия механической системы равна сумме кинетической энергии той же системы в ее движении относительно системы центра масс и кинетической энергии, которую имела бы рассматриваемая система, двигаясь поступательно со скоростью центра масс» :
Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении равна:
8.1.5. Закон сохранения механической энергии: «Механическая энергия консервативной системы не изменяется с течением времени».
(Система консервативна, если все действующие на нее внешние и внутренние непотенциальные силы не совершают работы (), а все внешние потенциальные силы стационарны).
8.1.6 Тензор инерции- . Это некоторая матрица:
, где ,,-осевые моменты инерции, а все остальные числа- центробежные моменты инерции.
8.1.7. Основное уравнение динамики вращательного движения: . () , гдеOz- ось вращения.
8.2.1. ,(где - момент инерции маятника, - диаметр вала.)
8.2.2. Нет, при рассмотрении плоского движения маятника Максвелла нельзя применить закон сохранения механической энергии, так как механическая энергия маятника теряется при ударах в нижней точке.
8.2.4. Формула для теоретического расчета момента инерции маятника Максвелла:
(где -момент инерции вала с диском,- масса съемного кольца,и- внутренний и внешний диаметры кольца).
8.2.5. ;
;
;
;
.
8.3.1. Маятник Максвелла представляет собой однородный диск, насаженный на цилиндрический вал и жестко скрепленный с ним. На диске закреплено объемное металлическое кольцо. Центры масс диска, вала и кольца лежат на одной оси. На вал наматываются нити, концы которых закреплены на кронштейне. При разматывании нити маятник совершает плоское движение, которое складывается из поступательного движения центра масс и вращательного движения вокруг оси симметрии.
При вращении потенциальная энергия диска переходит в кинетическую и обратно.
8.3.2. Время движения маятника измеряется с помощью электронного секундомера, соединенного с фотодатчиком. Мы нажимаем кнопку «Пуск» на установке и маятник начинает движение, запускается секундомер. Когда маятник доходит до нижней точки, срабатывает фотодатчик и секундомер останавливается. Это измерение производится с точностью до тысячной доли секунды.
8.3.3. Положение центра масс совпадает с положением центра тяжести. По законам статики:
или
8.3.4. .
8.3.5. Эта запись означает, что разность |-| меньше или равна погрешности этой разности ().
8.4.1. , гдеr- радиус вектор произвольной точки тела.