2492

Изучение маятника Максвелла

Лабораторная работа

Физика

Движение твёрдого тела можно рассматривать как движение системы большого числа материальных точек, сохраняющих неизменное положение друг относительно друга. Одним из примеров такой системы является маятник Максвелла.

Русский

2013-01-06

55.4 KB

60 чел.

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Ф.Скорины»

Отчет по лабораторной работе

Изучение маятника Максвелла

Выполнили:

студенты группы Ф–14

Кукобникова В.В.,

Лобан А.А.


Цель: определение основных характеристик маятника Максвелла.

Приборы и принадлежности: установка FPM-03, набор колец, штангенциркуль.

Теоретические сведения

Движение твёрдого тела можно рассматривать как движение системы большого числа материальных точек, сохраняющих неизменное положение друг относительно друга. Одним из примеров такой системы является маятник Максвелла. Он представляет собой диск радиуса R, насаженный на ось диаметра 2r, с обоих концов которой намотана упругая нить. Система находится в поле силы тяжести. Схематически маятник Максвелла изображён на рис. 1.

Для описания движения маятника Максвелла запишем уравнение второго закона Ньютона и основное уравнение динамики вращательного движения (см. рис.2).

     Рис.1       Рис.2

(1)

m - масса маятника; I- момент инерции маятника относительно оси вращения, совпадающей с осью диска; - сила натяжения одной нити подвеса; - ускорение маятника; - угловое ускорение маятника;

В проекциях на оси координат XYZ система уравнений (1) имеет вид:

(2)

Решив систему уравнений (2) относительно Т и I исходим:

(3)    (4)

Для дальнейшего преобразования выражений (3) и (4) используем соотношение:

(5)

Оно связывает линейное и угловое ускорения точек, лежащих на оси маятника, и тот факт, что движение маятника равноускоренно и, следовательно:

(6)

h - длина маятника, t- время его падения.

С учётом (5) и (6), для силы натяжения нити и момента инерции маятника окончательно имеем:

(7)   (8)

d - внешний диаметр оси маятника.


Выполнение работы

Упражнение 1

Определение ускорения движения маятника и силы натяжения в нитях подвеса.

1) На ролик маятника наложили кольцо, прижимая его до упора.

2) На ось маятника равномерно, виток к витку, намотали нить подвеса, и зафиксировали её.

3) Определили время падения маятника:

4) Определили длину маятника:

5) Вычислили значение ускорения маятника:

6) Определили массу маятника:

 

где - масса оси маятника, - масса ролика, - масса кольца.

7) Рассчитали силу натяжения нитей:

Упражнение 2

Определение момента инерции маятника.

1) Определили экспериментальное значение момента инерции данного маятника:

2) Измерили диаметры оси маятника, ролика и съёмного кольца:

3) Вычислили теоретическое значение момента инерции маятника Максвелла по формуле:

где - момент инерции оси маятника.

- момент инерции ролика.

- момент инерции кольца.

4) Сравнили значения Iэ и IТ:

IэIТ

Вывод: определили ускорение движения маятника Максвелла и силы натяжения в нитях подвеса. Определили момент инерции маятника Максвелла теоретически и экспериментально, выяснили, что значения моментов инерции приблизительно равны.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32190. Тактические особенности производства обыска помещений 30 KB
  Тактические особенности производства обыска помещений. При производстве обыска основное тактическое правило внезапность. На подготовительном этапе следователь должен принять все необходимые меры для обеспечения внезапности обыска исключить возможности утечки информации о предполагаемом обыске. Исходя из соображений внезапности и конфиденциальности данный вопрос решается следователем как правило уже по прибытии на место обыска.
32191. Тактические особенности допроса несовершеннолетнего обвиняемого 27.5 KB
  Тактика допроса несовершеннолетних в значительной степени обусловлена особенностями их психики повышенной внушаемостью и самовнушаемостью склонностью к фантазированию высокой эмоциональностью неустойчивостью поведения и др. Наоборот на несовершеннолетних в возрасте 15 17 лет официальная обстановка места допроса оказывает положительное влияние: проникаясь чувством ответственности они скорее скажут правду. Ложные показания несовершеннолетних в возрасте до 14 лет помимо сознательного отказа говорить правду могут объясняться самовнушением...
32192. Понятие предъявления для опознания. Его виды 27 KB
  Понятие предъявления для опознания. Предъявление для опознания следственное действие осуществляемое в регламентируемом уголовнопроцессуальным законом порядке и состоящее в том что свидетель потерпевший подозреваемый или обвиняемый обозревает предъявленные ему сходные объекты мысленно сопоставляет их признаки с запечатленным в его памяти образом и решает вопрос о наличии или отсутствии тождества либо групповой принадлежности. Суть опознания объекта состоит в его идентификации по чувственноконкретному отображению сохранившемуся в...
32193. Тактические особенности допроса несовершеннолетнего свидетеля 28.5 KB
  Тактические особенности допроса несовершеннолетнего свидетеля. Тактика допроса несовершеннолетнего строится с учетом его возрастных особенностей. При подготовке к допросу необходимо получить сведения об уровне развития несовершеннолетнего его интересах склонностях привычках своеобразии семейной микросреды взаимоотношениях с лицом в отношении которого будет проводиться допрос. Эти лица должны быть предупреждены о недопустимости какихлибо подсказок наводящих вопросов назидательного тона раздражения в отношении несовершеннолетнего.
32194. Тактические основы проверки показаний на месте 30.5 KB
  Тактические основы проверки показаний на месте. Проверка показаний на месте должна быть организована проведена а ее результаты зафиксированы так чтобы впоследствии не возникло сомнений в объективности производства этого следственного действия. При проверке показаний нескольких лиц проверка производится с каждым из них по отдельности и так чтобы они не могли общаться друг с другом и особенно с лицами чьи показания на месте уже проверены. Понятым нужно разъяснить сущность следственного действия и объяснить что они должны не просто...
32195. Тактика задержания и личного обыска 33 KB
  Тактика задержания и личного обыска Задержание это неотложное следственное действие с целью захватить лицо подозреваемое в совершении преступления доставить и водворить в изолятор временного содержания. Подготовка к задержанию и аресту включает в себя: 1 изучение лица подлежащего задержанию и аресту; 2 определение времени и места задержания; 3 решение вопроса о количественном и персональном составе группы задержания; 4 определение обязанностей участников задержания какие действия и в какой последовательности им надлежит совершать до...
32196. Особенности предъявления для опознания трупов 28.5 KB
  Особенности предъявления для опознания трупов Трупы предъявляются для опознания в тех случаях когда нет возможности установить личность умершего по документам либо когда внешность трупа значительно изменена. При обнаружении такого трупа прежде всего устанавливают кто из жителей данной местности региона города поселка деревни пропал без вести. Раздельное предъявление трупа и предметов находившихся при нем одежда очки дипломат трость часы и т. позволяют точнее соблюсти норму закона о порядке предъявления каждого из объектов...
32197. Понятие следственной ситуации. Классификация следственных ситуаций и их роль в раскрытии и расследовании преступлений 34.5 KB
  Понятие следственной ситуации. Характеристика следственной ситуации носит по отношению к процессу расследования преимущественно внешний характер: это характеристика условий в которых протекает данный процесс. Объективные факторы это те не зависящие от участников расследования причины которые вызывают изменения ситуации; субъективные факторы причины порождаемые действиями и поведением участников расследования и иных лиц оказавшихся в той или иной степени втянутыми в сферу судопроизводства. Сочетание всех этих компонентов обусловливает...
32198. Соотношение следственного действия, тактического приема и нормы права 23.5 KB
  Соотношение следственного действия тактического приема и нормы права. Следственные действия действия по собиранию и проверке доказательств осуществляемые следователем органом дознания прокурором судом в установленном законом порядке. Следственными действиями являются: допрос очная ставка обыск и выемка арест имущества осмотр и освидетельствование предъявление для опознания людей и предметов следственный эксперимент. Тактический прием адекватный ситуации способ воздействия на объект документ предмет человека способствующий...