Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого .

Кафедра общей экспериментальной физики

Отчет по лабораторной работе

“Маятник обербека”

Преподаватель:

Груздев Ф.А.

«___»__________2008.

Студент гр. № 7092

Костин А.В.

«___»__________2008.

Великий Новгород

2008г.

1. Цель работы.

Изучение законов динамики вращательного движения и их экспериментальная проверка.

2.Чертеж установки.

Маятник представляет собой, насаженную на одну ось со шкивом, втулку, в которой закреплены 2 стержня длиной и массой m_o под углом 90^о друг к другу.

3. Приборы и их погрешности.

Длина нити измеряется линейкой с погрешностью 0.5 мм, время замеряется секундомером с погрешностью 0.01 с.

4. Рабочие формулы.

4. 1. Формулы.

где m - масса груза;

I - момент инерции системы

4. 2. Формулы погрешностей:

5. Результаты измерений.

m₀=(1881)г - масса стержня

l= (4501) мм – длина стержня

r=(17,51)мм – радиус шкива

m₁=(1001)г – масса грузиков

5. 1. Ненагруженный маятник.

N	m(г)	t(с)	tср	h1(м)	h2(м)	<h2>(м)	aср(м/c2)	ср(1/c2)	Mтр(H*м)	M(H*м)	I(кг*м2)	I(кг*м2)
1	100	6,84	6,76	1,33	0,77	0,77	0,048	2,717	0,0027	0,0144	0,0053	0,00043
2	100	6,7			0,76
3	100	6,75			0,78

I_кр=2/12*0,188*0,45²=0,0063 кг*м²

5. 2. Грузы на концах.

N	m	t ( c)	tср	h1	h2	<h2>	aср	ср	Mтр	M	I	I
1	100	14,75	14,6	1,33	0,86	0,865	0,0093	0,531	0,00143	0,0149	0,0281	0,00051
2	100	14,49			0,87
3	100	14,55			0,86

R₁=(2161)мм

I_т1=4*0,143*0, 216²+0,0063 =0,0329 кг*м²

5. 3. Грузы на середине.

N	m	t(c)	tср	h1	h2	<h2>	aср	ср	Mтр	M	I	I
1	100	10.35	10.29	1.33	0.82	0.825	0,0181	1,034	0,00162	0,0153	0,0150	0,00037
2	100	10.21			0.83
3	100	10.3			0.82
4	100

R₂=(1301)мм

I_т2=4*0,143*0, 130²+0,0063 =0,0159 кг*м²

6. Пример расчета физических величин и погрешностей.

<t>= (t₁+ t₂+ t₃+ t₄)/4=5,99 c

t₁=|<t>- t₁|=0,05 c; t₂=0,01 c; t₃=0,07 c; t₄=0,02 c

<t>= (t₁+ t₂+ t₃+ t₄)/4= 0,04 c; t/ t=0,007

<h₂>= (h₂₁+ h₂₂+ h₂₃+ h₂₄)/4=63,1 cм

h₂₁=|< h₂>- h₂₁|=0,5 см; h₂₂=0,3 см; h₂₃=0,2 см; h₂₄=0 см

<h₂>=(h₁+ h₂+ h₃+ h₄)/4=0,25 см; h/h=0,004

a_ср=2h₁/t²

a_ср=2*0,853/5,99²=0,048 м/c²

_ср =a_ср /r = 2,717 c^-2

M_тр= mg(h1-h2)/(h1+h2)*r = 0.0027Н*м

I=(m(g-a)r- M_тр )/ =0.0053 кг*м²

M=I=0.0144 Н*м

I=(0,001/0,1+2*0,0001/0,0175+2*0,0005/0,853+4*0,007+0,1/9,8+0,004+ +0,0025/0,1484)*0.0053 =0.00043 кг*м²

7. Окончательный результат.

I₁=(0,0053 0,00043) кг*м²

I₂=(0,0281 0,00051) кг*м²

I₃=(0,0150 0,00037) кг*м²

8. Вывод.

В ходе работы я научился определять момент инерции маятника, и убедился, что отношение моментов вращения к угловому ускорению не зависит от положения грузов на маятнике. Значения для моментов инерции, полученные теоретическим способом, примерно равны моментам инерции полученных в опытах.

4