5 Контрольні запитання

Під час підготовки до лабораторної роботи необхідно вивчити:

• теоретичний матеріал з теми “Механіка твердого тіла” за підручником¹ або конспектом відповідних лекцій;

• матеріал, що поданий вище до даної лабораторної роботи.

Для перевірки теоретичної підготовки до лабораторної роботи дайте відповідь на такі запитання:

1. Момент сили і момент імпульсу. Рівняння моментів для матеріальної точки (доведення).

2. Рівняння моментів для системи матеріальних точок (доведення). Закон збереження моменту імпульсу (доведення).

3. Плоский рух твердого тіла. Кутова швидкість обертання твердого тіла. Миттєва вісь обертання.

4. Обертання твердого тіла навколо нерухомої осі. Рівняння динаміки обертального руху відносно нерухомої осі (доведення).

5. Момент інерції циліндра (диска) відносно осі симетрії (доведення).

6. Момент інерції стержня (доведення).

7. Теорема Гюйгенса-Штейнера (доведення).

8. Робота тіла, що обертається навколо нерухомої осі (доведення).

9. Кінетична енергія твердого тіла за умови плоского руху (доведення).

10. Рівняння руху і рівноваги твердого тіла. Скочування твердого тіла без ковзання з похилої площини (на прикладі циліндра, що скочується).

11. Доведіть формулу (1.3).

12. Доведіть формулу (1.7).

13. Доведіть формулу (1.8).

14. Доведіть формулу (1.9).

15. Доведіть формулу (1.10).

16. Доведіть формулу (1.11).

6 Виконання роботи

Перевірка залежності кутового прискорення від моменту сил за умови, що момент інерції маятника Обербека є постійною величиною

Запишемо у протокол значення мас тіл, які використовуються в лабораторній роботі, значення радіуса шківа r :

m_A1=<m_A1>±Δm_A1=

m_A2=<m_A2>±Δm_A2=

r=<r>±Δr=

Визначаємо висоту тіла А H₁ відносно нижнього столика вимикача, оцінюємо похибку цього вимірювання ΔH₁.

H₁= ΔH₁=

Вимірюємо час t₁ падіння тіла А з висоти H₁, а також висоту його підйому h₁ відносно нижнього столика-вимикача Дослід повторюємо п'ять разів, дані записуємо у таблицю 1.1.

Середнє значення часу та її похибка рівні

=

Середнє значення висоти підйому та її похибка рівні

=

Середнє значення кутового прискорення та його похибка рівні

=

=

=

Середнє значення результуючого моменту сил та його похибка рівні

=

=

=

Вище отримані результати запишемо у таблицю 1.1.

Таблиця 1.1

H1=<H1>±ΔH1=
Номер досл.	t1,с	h1, м	Δt1,с	Δh1,м
1
2
3
4
5
Сер.
M1zрез=<M1zрез>±ΔM1zрез=
ε1z=<ε1z>±Δε1z=

Висота тіла А відносно нижнього столика-вимикача

H₂=H₁= ΔH₂=ΔH₁=

Середнє значення часу та похибка вимірювання

=

Середнє значення висоти підйому та похибка вимірювання рівні

=

Середнє значення кутового прискорення та її похибка

=

=

Знаходимо середнє значення результуючого моменту сил та його похибку

=

=

=

Результати розрахунків, що відповідають експериментами другої групи (мають індекс “2”), запишемо у таблицю 1.2.

Таблиця 1.2

H2=<H2>±ΔH2=
Номер досл.	t2,с	h2, м	Δt2,с	Δh2,м
1
2
3
4
5
Сер.
M2zрез=<M2zрез>±ΔM2zрез=
ε2z=<ε2z>±Δε2z=

Визначимо відношення кутових прискорень, а також похибку цього відношення

=

=

Таким чином

=

Визначимо відношення результуючих моментів сил за формулою

=

а також його похибку

=

=

Таким чином

=