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

17258. Економічний зміст, класифікація та оцінка необоротних активів 31.5 KB
  Економічний зміст класифікація та оцінка необоротних активів Основні засоби це матеріальні активи які підприємство утримує з метою використання їх у процесі виробництва або постачання товарів надання послуг здавання в оренду або для здійснення адміністративних і...
17259. Облік основних засобів 26 KB
  Облік основних засобів. Одиницею обліку основних засобів є окремий інвентарних об'єкт тобто закінчений пристрій з усіма пристосуваннями і приладдям для нього або окремий конструктивно відокремлений предмет призначений для виконання певних самостійних функцій. Для ...
17260. Облік амортизації та зносу основних засобів 28.5 KB
  Облік амортизації та зносу основних засобів. У процесі виробництва основні засоби зношуються і вартість їх поступово переходить на собівартість продукції робіт та послуг у вигляді амортизаційних відрахувань. Амортизація це систематичний розподіл вартості яка амор
17261. Облік капітальних інвестицій 25.5 KB
  Облік капітальних інвестицій Під капітальними інвестиціями розуміють витрати підприємства на придбання або створення основних засобів інших необоротних матеріальних активів і нематеріальних активів а також витрати на реконструкцію технічне переобладнання основн
17262. Облік нематеріальних активів 26.5 KB
  Облік нематеріальних активів Облік нематеріальних активів регулюється ПСБО 8 Нематеріальні активи. До нематеріальних активів відносяться немонетарні активи які не мають матеріальної форми можуть бути ідентифіковані і утримуються підприємством з метою викори...
17263. Класифікація та оцінка виробничих запасів 29 KB
  Класифікація та оцінка виробничих запасів У відповідності з ПСБО 9 Запаси під виробничими запасами розуміють активи які утримуються для подальшого продажу за умов звичайної господарської діяльності перебувають у процесі виробництва з метою подальшого продажу п...
17264. Документальне оформлення надходження і використання виробничих запасів 27 KB
  Документальне оформлення надходження і використання виробничих запасів Для первинного обліку запасів у місцях їх зберігання складах використовуються карточки складського обліку матеріалів ф.№ М12 які відкривають на кожен номенклатурний номер матеріалів або книг
17265. Облік придбання запасів та розрахунків з постачальниками 25 KB
  Облік придбання запасів та розрахунків з постачальниками. Для узагальнення інформації про наявність і рух запасів планом рахунків передбачено рахунок 20 Виробничі запаси який має 9 субрахунків. За дебетом рахунку враховують надходження відповідних запасів та збіл
17266. Порядок оцінки та обліку використання виробничих запасів 27.5 KB
  Порядок оцінки та обліку використання виробничих запасів У відповідності з ПСБО 9 Запаси при відпуску запасів у виробництво продажі оцінка запасів проводиться за одним з таких методів: Ідентифікованої собівартості відповідної одиниці запасів Середньозв...