- •Физические основы механики, физика колебаний и волн, термодинамика
- •Содержание
- •Библиографический список……………………………………………….174 Приложение…………………………………………………………………175 Введение
- •Общие указания к выполнению лабораторных работ
- •Правила оформления отчета по лабораторным работам.
- •Требования к допуску, выполнению и защите лабораторных работ.
- •Лабораторная работа 1-01 Статистическая обработка результатов эксперимента. Случайные погрешности результатов наблюдений интервалов времени
- •Теоретическое введение
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Методика измерений
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Замечание 1: погрешность времени рассчитывается по стандартной методике расчета погрешностей случайной величины:
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемые литература
- •Лабораторная работа 1-10 Изучение свободных колебаний пружинного маятника
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •О писание установки
- •Обработка результатов измерений
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы: Определение жесткости пружины, определение периода свободных колебаний маятника с массивной пружиной.
- •Недостаточность модели 2
- •Экспериментальная часть
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть Математический маятник
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Лабораторная работа 1-13 Измерение момента инерции тела методом крутильных колебаний
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Библиографический список
- •Приложение
Экспериментальная установка и методика измерений
Приборы и оборудование: лабораторная установка, секундомер, штангенциркуль.
Схема установки представлена на рис.9.2. Маховик 1 имеет шкив 2 радиусом . На шкив намотана нить, к которой прикреплен груз 3 массой . Высота поднятия груза над основанием отсчитывается по линейке, время опускания груза измеряется секундомером.
Запишем закон сохранения энергии при движении груза от наивысшей точки до наинизшей:
, (9.13)
где – потенциальная энергия груза в начальный момент; и – кинетическая энергия груза и маховика соответственно, когда груз находится в нижней точке траектории; – работа по преодолению момента силы трения в подшипниках при повороте маховика на угол за время падения груза с высоты :
. (9.14)
Так как груз движется равноускоренно, то скорость груза в конце движения можно найти из уравнения:
, . (9.15)
Угловая скорость маховика из (9.3):
. (9.16)
Момент сил трения можно найти следующим образом. После того, как груз достигнет нижней точки, маховик, вращаясь по инерции, поднимет груз на новую высоту , которая меньше . Изменение потенциальной энергии груза равно работе против момента сил трения:
, (9.17)
где – угол поворота маховика за время прохождения грузом пути . Отсюда момент силы трения в опорах равен:
. (9.18)
Подставив в выражение (9.13) значения , , и из (9.14), (9.16) и (9.18) и проделав преобразования, получим выражения для определения момента инерции маховика:
. (9.19)
Порядок выполнения работы
Измерьте штангенциркулем диаметр шкива, рассчитайте радиус и запишите в таблицу 9.1.
Наматывая шнур на шкив, поднимите груз на высоту (во всех опытах должна быть одинакова).
Освободив груз и включив секундомер, определите время падения t груза до нижней точки.
Определите высоту , на которую поднимется груз по инерции.
Повторите все измерения 5 раз; все данные занесите в таблицу 9.1.
Рассчитайте по формуле (9.18) величину момента сил трения. ( .)
Вычислите по формуле (9.19) момент инерции маховика.
Вычислите погрешность измерений; запишите результат в виде:
; .
Таблица 9.1
№ п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
кг |
кг |
м |
м |
м |
м |
м |
м |
с |
с |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Средн. |
|
|
|
|
|
|
|
|