1 курс 2 семестр / Лабораторная работа 1-7
.pdfНижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
кафедра «ФТОС»
Отчет по лабораторной работе № 1-7 «Изучение законов вращательного движения с помощью
маятника Обербека»
(Рабочая тетрадь для студентов очной формы обучения)
Выполнил: студент группы
___________________
___________________
Проверил:
___________________
г. Нижний Новгород
20___ г.
Цель работы:
Экспериментальная схема:
Исходные данные: |
|
|
r0 = 2 см |
m1 |
= |
d = 2 см |
m2 |
= |
D = 3 см |
m0 |
= 114 г |
r = 3,5 см |
g = 9,8 м/с2 |
|
Расчетные формулы:
1. Расстояние от оси вращения до грузов на крестовине:
R r l d2 ,
где
r0 – радиус бобышки.
l – расстояние от груза до блока, d – высота груза.
2. Среднее время движения груза:
ti
t 
iN , где N – количество измерений
3. Ускорение груза:
a 2h2 , где h – высота, с которой опускается груз 
t 
4.Угловое ускорение крестовины:
ar , где r – радиус блока
5.Момент сил, действующих на блок: M m g a r, где m – масса груза
6.Момент инерции вращательной части установки:
I M
7.Угловая скорость в конце падения груза
t 
8.Момент импульса вращательной части установки:
L I
Результаты измерений:
Задание 1
m, кг |
l, см |
|
|
t, с |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
|
||||||
|
l1 = |
|
|
|
|
|
|
m1 = |
|
|
|
|
|
|
|
l2 = |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 = |
|
|
|
|
|
|
m2 = |
|
|
|
|
|
|
|
l2 = |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2
N |
l, см |
|
|
t, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная часть:
Задание 1. Экспериментальная проверка основного закона динамики вращательного движения
m1 =
l1 =
R1 =
<t1> =
a1 =
ε1 =
M1 =
I1 =
ω1 =
L1 =
l2 =
R2 =
<t2> =
a2 =
ε2 =
M2 =
I2 =
ω2 =
m2 =
l1 =
R1 =
<t3> =
a3 =
ε3 =
M3 =
I3 =
ω3 =
L3 =
l2 =
R2 =
<t4> =
a4 =
ε4 =
M4 =
I4 =
ω4 =
Результаты расчетов:
N |
m, кг |
R, м |
<t>, с |
a, |
ε, с |
-2 |
M, |
I, |
ω, |
L, |
м/c2 |
|
Н м |
кг м2 |
с-1 |
кг м2/c |
|||||
1 |
m1= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
m1= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
m2= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
m2= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка основного закона динамики вращательного движения:
1. |
|
I const |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I I |
|
|
M1 |
1 |
|
|
M1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
1 |
|
M3 |
|
3 |
|
|
M 3 |
|
|
|
|
3 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
I2 I4 |
|
M 2 |
2 |
|
|
M 2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
M 4 |
|
4 |
|
|
M 4 |
|
|
|
|
4 |
||||||||||
2. |
M const |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
M1 M2 |
|
|
I1 |
|
|
2 |
|
|
I1 |
|
|
|
|
|
2 |
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
|
I2 |
|
|
|
|
1 |
|||||||||||
|
|
M3 M4 |
|
|
I3 |
|
|
4 |
|
|
I3 |
|
|
|
|
|
4 |
|||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
I4 |
|
|
I4 |
|
|
|
|
3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
M1 |
t1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
3. |
Проверка отношения |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
M 2 |
t2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 |
t1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
2 |
t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Исследование зависимости момента инерции от положения грузов на крестовине
R1 =
R12
t1 
a1 =
ε1 =
M1 =
I1 =
R2 =
R22
t2 
a2 =
ε2 =
M2 =
I2 =
R3 =
R32
t3 
a3 =
ε3 =
M3 =
I3 =
R4 =
R42
t4 
a4 =
ε4 =
M4 =
I4 =
R5 =
R52
t5 
a5 =
ε5 =
M5 =
I5 =
Результаты расчетов:
N |
R, м |
R2, м2 |
<t>, с |
I, кг м2 |
1
2
3
4
5
График зависимости I (R2 ) :