Контрольні запитання.

1. Що називають вимірюванням величини? В чому відмінність прямих вимірювань від посередніх?

2. Що таке абсолютна та відносна похибки вимірювань?

3. Які похибки мають назву промахів? Які похибки називаються систематичними, випадковими? Як розрахувати середньоквадратичну випадкову похибку? Які існують способи обчислення похибки приладу?

4. Як знайти середньоквадратичну похибку вимірювання деякої величини у випадку прямих та посередніх вимірювань? Як розрахувати цю величину у випадку одного вимірювання, а також тоді, коли всі вимірювання приводять до однакових значень?

5. Що таке густина речовини? Який об’єм вважають фізично малим? Як для такого випадку обчислити локальну густину?

6. Поясніть методику вимірювання густини тіл правильної геометричної форми. Які вимірювання треба провести у випадках кулі, циліндра, прямокутного паралелепіпеда? Що з цих вимірювань відноситься до прямих, а що до посередніх?

7. Які з виконаних вимірювань дають найбільшу похибку при визначенні густини тіла правильної геометричної форми?

2. Механіка твердого тіла

Для проведення наступних лабораторних робіт необхідно розглянути теоретичні відомості з механіки твердого тіла.

2.1. Обертальний рух твердого тіла.

Перш ніж розглядати величини i закони, які описують обертальний рух твердого тіла, проаналізуємо, як можна описати рух матеріальної точки уздовж кола радіуса r.

2.1.1. Кінематика обертального руху матеріальної точки.

Н ехай в початковий момент часу матеріальна точка знаходилась в деякій точці А. За малий інтервал часу dt здійснюється мале переміщення ds уздовж дуги кола, при цьому радіус - вектор ОА повертається на кут dφ (рис.1). При малих кутах повороту виконується співвідношення ds = r dφ, або у векторній формі

(2.1).

Вектором кутового переміщення точки А називають вектор, довжина якого визначається значенням кута, на який повернувся радіус - вектор ОА, а напрямок визначається за правилом правого гвинта. Вектор знаходиться на осі обертання.

Рух точки характеризується вектором лінійної швидкості = , напрям якого збігається з напрямом переміщення , тобто він напрямлений уздовж дотичної до кола (дивіться Рис.2.1). Скористуємось співвідношенням (2.1), продиференціюємо його за часом i одержимо вираз

(2.2),

де - кутова швидкість.

Вектор кутової швидкості - це векторна величина, що дорівнює кутовому переміщенню, яке здійснюється в одиницю часу :

(2.3)

Цей вектор, на відміну від лінійної швидкості, є аксіальним вектором.

Якщо швидкість матеріальної точки уздовж траєкторії змінюється, то в цьому випадку модуль тангенціального прискорення a = , яке виникає за рахунок зміни модуля лінійної швидкості, відрізняється від нуля. В загальному випадку швидкість може змінюватись як за величиною, так і за напрямом. Складова прискорення, що визначається зміною швидкості за напрямом, має назву нормального прискорення. Цей вектор напрямлений перпендикулярно до швидкості і модуль його обчислюється за формулою

(2.4)

Модуль повного прискорення згідно з теоремою Піфагора дорівнює Використовуючи визначення кутової швидкості i її зв`язок з лінійною швидкістю, одержимо

a_t = (2.5)

де ми ввели нову фізичну величину ε - кутове прискорення.

Вектор кутового прискорення - це векторна фізична величина, яка дорівнює зміні кутової швидкості, що відбувається за одиницю часу:

(2.6)

Необхідно зауважити, що вектори кутової швидкості i кутового переміщення завжди збігаються за напрямами i напрямлені уздовж осі обертання (враховуючи правило правого гвинта). Напрям вектора кутового прискорення збігається з ними у випадку рівноприскореного руху i протилежний у випадку рiвносповільненого руху.