Порядок виконання роботи

1. Визначити на технічних терезах масу тягарця. Виміряти радіус шківа штангенциркулем.

2. Намотати на шків нитку. Причепити тягарець до другого кінця нитки (рис. 19).

3. Виміряти відстань від нижньої точки тягаря до площадки, на яку опускається тягарець (наприклад, на підлогу), або до вибраної мітки.

4. Виміряти час, протягом якого тягарець пройшов відстань . Дослід провести не менше трьох разів.

Рис. 19

5. Повторити пункти 2-4 для висоти (наприклад, до площини підставленого стільця).

6. Повторити пункти 1-5 для маси і (100г, 200г, 300г).

7. Кожен вимір повторюється не менше трьох разів.

8. Одержані результати експерименту занести в таблицю, обчислити момент інерції та похибки.

№

Контрольні запитання

1. Що називається моментом інерції матеріальної точки?

2. Вивести формулу моменту інерції диска радіуса відносно осі, що проходить через його центр.

3. Які живі істоти використовують зміну моменту інерції тіла?

4. Що називається кутовою швидкістю?

5. Як визначається напрям ?

6. Дайте визначення радіана.

7. Що таке кутове прискорення?

8. Запишіть формулу зв’язку кутового і тангенціального прискорення.

9. З формули (10.2) виведіть розмірність енергії.

10. Як одержали формули (10.6)?

11. Запишіть формулу зв’язку між лінійною і кутовою швидкістю.

12. Що таке джоуль? Виразіть джоуль через основні одиниці СІ.

13. Запишіть формулу, за якою можна було б обчислити момент інерції Місяця відносно Землі (Місяць не вважати матеріальною точкою).

14. З рівнянь (10.3) і (10.4) виведіть рівняння (10.5).

Лабораторна робота № 11 вимірювання атмосферного тиску

Обладнання: склана трубка з пробкою; гумовий шланг; скляна лійка; лінійка учнівська; демонстраційний метр; штатив; вода.

Теоретичні відомості

Для визначення атмосферного тиску можна здійснити ізотермічний процес розширення повітря, що знаходиться в скляній трубці між поверхнею води і пробкою.

Рис. 20

З’єднаємо скляну трубку і лійку гумовою трубкою і закріпимо їх в штативі. Встановивши переміщенням лійки з водою рівень води в скляній трубці на відстані від її верхнього кінця, закриємо пробкою отвір в трубці (рис. 20 а).

При опусканні лійки (рис. 20б) тиск повітря в трубці зменшується на величину , де – різниця рівнів води в трубці і лійці, – густина води, – прискорення сили земного тяжіння. Повітря, що знаходиться під пробкою, займає новий об’єм . Процес розширення повітря, закритого в верхній частині трубки, можна вважати ізотермічним. Для двох ізотермічних станів повітря в трубці згідно з законом Бойля-Маріотта можна записати рівняння:

(11.1)

Знайдемо з цього рівняння атмосферний тиск :

(11.2)

Оскільки , і , де – площа поперечного перерізу скляної трубки, – початкова довжина стовпчика повітря і – зміна довжини стовпчика повітря, то

(11.3)

Отже, для визначення атмосферного тиску необхідно виміряти початкову довжину стовпчика повітря в трубці при одинаковій висоті рівнів води в трубці і лійці, довжину стовпчика повітря в трубці після опускання лійки і різницю висот рівнів води в трубці і лійці.