2510

Вращательные движения твердого тела и их законы

Лабораторная работа

Физика

Проверка зависимости углового ускорения ε от момента силы М при постоянном моменте инерции J. Проверка зависимости момента инерции J грузов от расстояния до оси вращения.

Русский

2014-09-23

292.5 KB

21 чел.

Лабораторная работа № 10

I.Название работы:

Изучение законов вращательного движения твердого тела.

Цель работы:

1.Проверка зависимости углового ускорения ε от момента силы М при постоянном моменте инерции J.

2.Проверка зависимости момента инерции J грузов от расстояния до оси вращения.

II.Краткое теоретическое обоснование:

Векторы перемещения Δ r, скорость v и ускорение а различны для различных точек тела, для характеристики вращательного движения удобнее использовать угол поворота φ, угловую скорость ω - угловое ускорение ε, одинаковые для всех точек твёрдого тела.

Рассмотрим движение точки А. Она движется по окружности Т, центр которой О’ располагается оси z . Для определения угла поворота φ вектора p, определяющего положение точки А, введем неподвижную линию О’А. Пусть р за время dt поворачивается на угол в указанном направлении ( рис.2). Представим малый угол поворота в виде вектора направленного вдоль оси и его направление определим следующим образом: если смотреть с конца вектора z, вращение на угол аφ видно происходящим против направления движения по часовой стрелке.

Моментом инерции материальной точки относительно оси z называется произведение её массы mi на квадрат расстояния ri от материальной точки до оси вращения

Ji= mi ri2

Основной закон динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси z записывается в виде

Mz=ε Jz ,

где Jz – момент инерции тела относительно оси z .

III.Рабочие формулы и единицы измерения.

а=2h/t2 [м/с2 ] M=m(g-2h/t2 ) [Н·м] ε=/r=2h/t2r [c-1]

IV.Схема установки.

V.Измерительные приборы и принадлежности:

  1.  Маятник Обербека.
  2.  Электросекундомер.
  3.  Метровая линейка.
  4.  Штангенциркуль.

VI.Результаты измерения.

Таблица 1

m

кг

t

с

r

м

a

м/с2

ε

c-2

M

Н·м

Jz

кг·м2

0,1

9

0,424

0,004

0,25

0,017

0,01798

0,2

5

0,424

0,0144

0,82

0,034

0,03596

0,3

4

0,424

0,0225

1,30

0,051

0,05393

п/п

m

кг

h

м

M

Н·м

ε

c-2

t

с

a

м/с2

R2

м

Jz

кг·м2

1

0,1

0,18

0,01714

0,25

9

0,004

0,2175

0,06856

2

0,1

0,18

0,01713

0,42

7

0,007

0,1875

0,04

3

0,1

0,18

0,01710

1,29

4

0,023

0,1575

0,013

4

0,1

0,18

0,01709

1,68

3,5

0,029

0,1275

0,0101

5

0,1

0,18

0,01708

2,05

3,17

0,036

0,0975

0,0083

Таблица 2

VII.Черновые записи и вычисления.

h=0,18

a=(2·0,18)/81=0,004 a=(2·0,18)/25=0,0144 a=(2·0,18)/16=0,0225

M=0,1(9,8-(2·0,18)/81)·0,0175=0,017 M=0,2(9,8-(2·0,18)/25)·0,0175=0,034

M=0,3(9,8-(2·0,18)/16)·0,0175=0,051

ε=(2·0,18)/(81·0,0175)=0,25 ε=(2·0,18)/(25·0,0175)=0,82 ε=(2·0,18)/(16·0,0175)=1,3

Jz=0,1·(0,424)2=0,1·0,179776=0,01798 Jz=0,2·(0,424)2=0,2·0,179776=0,03596

Jz=0,3·(0,424)2=0,3·0,179776=0,05393

l1=0,205 l2=0,175 l3=0,145 l4=0,115 l5=0,085

R2=0,205+0,0125=0,2175 R2=0,175+0,0125=0,1875 R2=0,145+0,0125=0,1575

R2=0,115+0,0125=0,1275 R2=0,085+0,0125=0,0975

ε=(2·0,18)/(81·0,0175)=0,25 ε=(2·0,18)/(49·0,0175)=0,42 ε=(2·0,18)/(16·0,0175)=1,29 ε=(2·0,18)/(12,25·0,0175)=1,68 ε=(2·0,18)/(10,0489·0,0175)=2,05

M=0,1(9,8-(2·0,18)/81)·0,0175=0,01714 M=0,1(9,8-(2·0,18)/49)·0,0175=0,01713

M=0,1(9,8-(2·0,18)/16)·0,0175=0,0171097

M=0,1(9,8-(2·0,18)/12,25)·0,0175=0,017099

M=0,1(9,8-(2·0,18)/10,0489)·0,0175=0,017087

a=(2·0,18)/81=0,004 a=(2·0,18)/49=0,007 a=(2·0,18)/16=0,023 a=(2·0,18)/12,25=0,029 a=(2·0,18)/10,0489=0,036

VIII.Основные выводы.

  1.  Проверили зависимость углового ускорения ε от момента силы М при постоянном моменте инерции.
  2.  Проверили зависимость момента инерции J грузов от расстояния до оси вращения.

IX.Графики. 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61888. Отряд хищные. Организация групповой деятельности учащихся на уроках биологии 1.51 MB
  Расширить знания о многообразии млекопитающих показать черты приспособленности хищников к их образу жизни, значение их в природе и практическую роль для человека. Отметить более сложную рефлекторную деятельность этих животных. Закрепить понятие о ранее изученных систематических группах.
61889. American writer Mark Twain 38 KB
  Now, please, look at the blackboard. Let’s begin with the words. Listen to me, I will read them: daring boy, to punish, to be sure, to whitewash a fence, to pass, delight, pretend, to show off, straw, to balance, mysteries, hero.
61890. Тотожні перетворення виразів. Подорож стежками Холодного Яру 222 KB
  Подорож стежками Холодного Яру. Подорож стежками Холодного Яру. А тепер попробуємо розкрити таємниці Холодного Яру. Освячений пророчим Тарасовим словом: І повіє огонь новий з Холодного Яру.
61891. Формування ціннісного ставлення до власного здоров’я в учнів молодшого шкільного віку засобами використання здоров’язберігаючих технологій 16.4 MB
  Освітня: Формувати в дітей поняття про життя як вищу цінність, про здоров’я як найважливішу умову щасливого життя; мотивувати в учнів свідоме ставлення до власного здоров’я; формувати у дітей прагнення до спостереженням за станом свого здоров’я...
61892. Художники и зрители 50.5 KB
  Перед вами картина известного французского художника Ван Гога. Перед вами картина известного русского художника Михаила Врубеля. Вот такая картина рисуется в воображении благодаря искусному изображению художника. Вот ещё одна картина.
61893. Цели и задачи уроков права 66 KB
  ОБУЧАЮЩИЕ: знакомить учащихся с наиболее распространенными и доступными понятиями и формировать у них элементарных представлений об обществе в целом и их малом сообществе Дать: представления о различных источниках благосостояния представление о различных способах размещения и использования ресурсов и об их влиянии на состояние человека общества и окружающей среды; учащимся специальные знания Научить: понимать необходимость существования в обществе различных норм и законов их функции и значения; почему различные ситуации...
61894. Виховна година: “Цигарка - ворог, зброя проти неї - ваша воля” 47.5 KB
  На думку одного психіатра люди палять не тому що хочуть палити а тому що не можуть перестати. Як можна відмовитися від паління перестати палити Насамперед треба спробувати розірвати коло дуже міцних рефлекторних звязків.
61895. Разработка стратегии вывода нового для рынка России товара компании Christ в интересах получения эксклюзивного дилерства в условиях ограниченного инвестиционного ресурса 3.64 MB
  В советское время развитие конного спорта находилось под государственным контролем и управлялось централизованно. Для широкой массы не представлялось возможнымприобрести лошадь и заниматься любительским конным спортом, так как государство ограничивало права иметь лошадь в частной собственности. Таким образом, рынок коневодства и конного спорта отсутствовал полностью. Культура конного спорта не развивалась в принципе.
61896. ОПЕРАТОРИ ЦИКЛУ 93.5 KB
  Призначення операторів циклу. Кожний з трьох засобів організації циклу має свої особливості для кожного засобу є своє коло задач які найбільш природно вирішуються саме з його допомогою.