14382

Проверка основного закона динамики для вращающихся тел

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа №3 Проверка основного закона динамики для вращающихся тел. Цель: Подтвердить что при неизменном моменте инерции системы угловое ускорение пропорционально моменту действующей силы и что при постоянном моменте силы действующей на тело угловое ус...

Русский

2013-06-04

149 KB

5 чел.

Лабораторная работа  №3

Проверка основного закона динамики для вращающихся тел.

Цель: Подтвердить, что при неизменном моменте инерции системы угловое ускорение пропорционально моменту действующей силы и, что при постоянном моменте силы действующей на тело угловое ускорение обратно пропорционально моменту инерции тела.

Приборы и материалы: маятник Обербека, набор грузов, секундомер, линейка, штангенциркуль.

Рабочие формулы: , , , ,

Ц.д. секундомера  0.001 сек.

Ц.д. линейки 1 см

Ц.д. штангенциркуля 0.05мм

Масса чаши   () грамм.

Измеренные данные:

Высота чаши H=1 м

Радиус шкифа  R=3.54cм

1. Грузы находятся у центра

m, г

t1

t2

t3

tср

a,м/с2

β,рад/с2

f, Н

M, кг*м22

36,5

16,901

16,813

16,896

16,870

0,007

0,020

0,357

0,127

46,5

13,832

13,984

13,587

13,801

0,011

0,030

0,455

0,161

66,5

11,409

11,667

11,593

11,556

0,015

0,042

0,651

0,230

76,5

10,596

10,176

10,393

10,388

0,019

0,052

0,748

0,265

126,5

7,813

7,375

7,551

7,580

0,035

0,098

1,235

0,437

2. Грузы находятся на середине

m, г

t1

t2

t3

tср

a,м/с2

β,рад/с2

f, Н

M, кг*м22

36,5

22,286

22,372

22,261

22,306

0,004

0,011

0,358

0,127

46,5

20,201

20,258

20,564

20,341

0,005

0,014

0,455

0,161

66,5

16,501

16,698

16,395

16,531

0,007

0,021

0,651

0,231

76,5

15,591

15,361

15,291

15,414

0,008

0,024

0,749

0,265

126,5

10,873

10,943

10,735

10,850

0,017

0,048

1,238

0,438

3. Грузы находятся на конце

m, г

t1

t2

t3

tср

a,м/с2

β,рад/с2

f, Н

M, кг*м22

36,5

28,324

28,389

28,558

28,424

0,002

0,007

0,358

0,127

46,5

22,707

22,611

22,905

22,741

0,004

0,011

0,456

0,161

66,5

18,941

18,586

18,678

18,735

0,006

0,016

0,651

0,231

76,5

17,372

17,423

17,469

17,421

0,007

0,019

0,749

0,265

126,5

13,647

13,725

13,629

13,667

0,011

0,030

1,238

0,438

Графики зависимости углового ускорения от момента силы:

Из построенных графиков можно вычислить моменты сил трения для трех случаев:

Мтр1 = 0,0312

Мтр2 = 0,0986

Мтр3 = 0,0186

Это отрезки, отсекаемые прямой на оси абсцисс. Истинный момент силы будет выражаться:

М = М изм – М тр

Момент инерции будет равен величине, обратной значению тангенса угла наклона графика к оси абсцисс.

tg1 = 3,98  =>  

tg2 = 8,24  =>

tg3 = 13,6  =>

Построение графиков зависимости углового ускорения от тангенса угла наклона:

Возьмем на графиках три значения моментов сил и найдем для них по 3 значения углового ускорения для каждого значения.

I

М

0,251

0,01

0,08

0,13

0,15

0.121

0,02

0,12

0,22

0,28

0,074

0,03

0,16

0,31

0,43

Все зависимости получились линейными, что подтверждает правильность вычисления углового ускорения и моментов инерции системы.

Расчет погрешности для зависимости   по методу наименьших квадратов:

Необходимо методом наименьших квадратов найти доверительные границы значения тангенса угла наклона, зная их можно найти доверительные границы момента инерции для каждого случая.

1. Грузы находятся у центра

summ

x

0,02

0,03

0,042

0,052

0,098

0,242

y

0,127

0,161

0,230

0,265

0,437

1,220

x^2

0,00040

0,00090

0,00176

0,00270

0,00960

0,01537

y^2

0,01613

0,02592

0,05290

0,07023

0,19097

0,35614

xy

0,00254

0,00483

0,00966

0,01378

0,04283

0,07364

2. Грузы находятся на середине

summ

x

0,011

0,014

0,021

0,024

0,048

0,118

y

0,127

0,161

0,231

0,265

0,438

1,222

x^2

0,00012

0,00020

0,00044

0,00058

0,00230

0,00364

y^2

0,01613

0,02592

0,05336

0,07023

0,19184

0,35748

xy

0,00140

0,00225

0,00485

0,00636

0,02102

0,03589

, , , ,

3. Грузы находятся на конце

summ

x

0,007

0,011

0,016

0,019

0,03

0,083

y

0,127

0,161

0,231

0,265

0,438

1,222

x^2

0,00005

0,00012

0,00026

0,00036

0,00090

0,00169

y^2

0,01613

0,02592

0,05336

0,07023

0,19184

0,35748

xy

0,00089

0,00177

0,00370

0,00504

0,01314

0,02453

, , , ,

Расчет доверительных границ для момента инерции:

, ,

,,

Вывод: В ходе проделанной работы мы подтвердили основной закон динамики для вращающихся тел, получив линейные зависимости  углового ускорения от момента силы. С помощью графика были посчитаны моменты инерции для каждого положения системы. Средняя погрешность составила около 20%.  Большая погрешность вызвана неточностью установки, т.к. сложно уравновесить маятник грузами, неточность линейки, сложностью точного установления времени падения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80130. ФИНАНСЫ И ФИНАНСОВАЯ СИСТЕМА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 62.5 KB
  Их содержанием являются только те из них посредством которых образуются денежные фонды государства его территориальных подразделений а также предприятий организаций учреждений. По своему материальному выражению финансы представляют собой денежные фонды государства его территориальных подразделений субъектов Федерации муниципальных образований предприятий и учреждений организаций используемые для потребностей общества и развития производства. В результате функционирования финансов создаются распределяются и используются денежные...
80131. ФИНАНСОВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ 76.5 KB
  Основное предназначение управления финансами предприятия и финансового планирования состоит в том чтобы: обеспечить рациональную сбалансированность активов средств и пассивов источников финансирования предприятия. обеспечить достаточность платежных средств для исполнения всех обязательств предприятия как по срокам. Вторая из перечисленных выше задач теснейшим образом взаимосвязана с первой С точки зрения текущей деятельности текущих операции в центре внимания управляющего финансами находится именно сбалансированность платежного...
80132. ФИНАНСОВОЕ ПРАВО В СИСТЕМЕ РОССИЙСКОГО ПРАВА: ЕГО ОСОБЕННОСТИ И СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ОТРАСЛЯМИ ПРАВА 45.5 KB
  В литературе высказывались сомнения по поводу самостоятельности финансового права как отрасли в системе права. Утверждалось к примеру что это часть государственного и административного права или даже только административного. В дискуссии по этому вопросу были высказаны убедительные доводы опровергнувшие упомянутые сомнения и главный аргумент наличие у финансового права специфики в предмете и методе правового регулирования что требуется для выделения совокупности юридических норм в отрасль права.
80133. Формы межбюджетных трансфертов, предоставляемых из федерального бюджета 116.5 KB
  Межбюджетные трансферты из федерального бюджета за исключением субвенций предоставляются при условии соблюдения органами государственной власти субъектов Российской Федерации бюджетного законодательства Российской Федерации и законодательства Российской Федерации о налогах и сборах. Субъекты Российской Федерации в бюджетах которых расчетная доля межбюджетных трансфертов из федерального бюджета за исключением субвенций в течение двух из трех последних отчетных финансовых лет превышала 5 процентов объема собственных доходов...
80134. ФУНКЦИИ ФИНАНСОВ 42.5 KB
  Следовательно финансовая деятельность государства представляет собой деятельность государства по формированию распределению и использованию централизованных и децентрализованных фондов денежных средств обеспечивающих его бесперебойное функционирование и развитие. Под централизованными финансами понимают экономические отношения связанные с образованием и использованием фондов денежных средств аккумулируемых в государственной бюджетной системе и правительственных внебюджетных фондах. Иными словами к централизованным фондам денежных...
80135. Стабилизационный фонд РФ 202.5 KB
  Формирование и использование средств Фонда Фонд аккумулирует поступления средств вывозной таможенной пошлины на нефть и налога на добычу полезных ископаемых нефть при цене на нефть сорта Юралс превышающей базовую цену. Средства Фонда могут быть использованы на покрытие дефицита федерального бюджета при снижении цены на нефть ниже базовой цены. Если накопленный объем средств Фонда превышает 500 млрд. Объем использования средств Фонда определяется федеральным законом о федеральном бюджете на соответствующий финансовый год.
80136. Банковский контроль. Субъекты, осуществляющие банковский контроль 34 KB
  Банковский контроль осуществляется банками в ходе операций по кредитованию финансированию и расчетам. Банковский контроль необходим для эффективного использования банковских ссуд и направлен также на укрепление платежной дисциплины. Обеспечение возвратности кредита создает основу для банковского контроля в процессе кредитования а контроль в свою очередь служит необходимым условием возвратности кредита.
80137. БЮДЖЕТНАЯ СИСТЕМА И БЮДЖЕТНОЕ УСТРОЙСТВО В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 67 KB
  В законодательстве было дано ее определение как основанной на экономических отношениях государственном устройстве и юридических нормах совокупности федерального бюджета РФ бюджетов субъектов Федерации и местных бюджетов муниципальных образований.6 и 10 расширил рамки бюджетной системы включив в нее помимо бюджетов в собственном смысле слова внебюджетные государственные социальные фонды ст. С бюджетом названные фонды сближает утверждение их представительными законодательными органами власти которые утверждают и отчеты об исполнении...
80138. БЮДЖЕТНОЕ ПРАВО И БЮДЖЕТНЫЕ ПРАВООТНОШЕНИЯ 62 KB
  Такая общая характеристика бюджетного права и его предмета нуждается в конкретизации поскольку бюджетное право тесно связано с другими подразделениями и институтами финансового права. Соответственно сказанному и понятие бюджетного права можно определить исходя либо из общей либо конкретной характеристики предмета бюджетного права. Однако такое понятие недостаточно четко определяет пределы регулирования бюджетного права. Избежать этого можно путем введения в определение понятия бюджетного права уточняющих признаков основанных на...