50920

Изучение законов динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси на маятнике обербека

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: Экспериментальная проверка зависимостей между физическими величинами характеризующими вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. В этой модели считается что трение в оси блока 8 отсутствует этот блок невесом а момент сил трения Μтр в оси блока с крестовиной не зависит от угловой скорости вращения.1 Поэтому если нанести экспериментальные точки Нiti2 на координатную плоскость по оси абсцисс которой откладывается Н а на оси ординат t2 то экспериментальные точки должны лежать на прямой; Обозначим в 1.

Русский

2014-02-02

110 KB

1 чел.

Лаборотонрая работа М-5

Изучение законов динамики вращательного движения

твердого тела вокруг неподвижной оси на маятнике обербека

1. Цель работы:

Экспериментальная проверка зависимостей между физическими величинами, характеризующими вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.

2. Приборы и принадлежности: маятник Обербека, комплект перегрузов, миллисекундомер.

Модель I. В этой модели считается, что трение в оси блока (8) отсутствует, этот блок невесом, а момент сил трения Μтр, в оси блока с крестовиной не зависит от угловой скорости вращения. В этих условиях ускорение груза массой m постоянно на всем отрезке  Н и равно:

где r – радиус намотки, I – момент инерции блока с крестовиной (r=r1 либо r2, I  - определяется положением грузов массой m´ каждый и моментом инерции блока без грузов I0).

С другой стороны, на основании кинематических соображений, если а – постоянная величина, то , где Н – задаваемое перемещение груза, t – измеренное время его движения. Тогда

(1.1) .

формула  (1.1) является основной для работы в рамках модели I.

Задание 1.1  Проверка независимости момента сил трения Μтр  от угловой скорости вращения блока.

Идея проверки

Если Μтр  не зависит от угловой скорости вращения, то при различных Н правая часть формулы (1.1) постоянна и зависимость (t2) от H должна быть линейной:

          (1.1.1)

Поэтому, если нанести экспериментальные точки i,ti2) на координатную плоскость, по оси абсцисс которой откладывается Н, а на оси ординат – (t2), то экспериментальные точки должны лежать на прямой;

Обозначим в (1.2) t2=y, Н=х, 2/а=k. Тогда y=kx

В приложении III показано, что наилучшее в смысле МНК значение коэффициента k для зависимости имеет вид:

         (1.1.2)

где суммирование производится по всем задаваемым Hi и измеренным ti. Найдите k по формуле (1.3) и проведите на координатной плоскости (Н,t2) эту наилучшую в смысле МНК прямую. Для применения Х2 – критерия следует далее вычислить величину

где yi=2tti – погрешность в определении величины  yi=ti2 в i-м измерении. Поскольку ti определяется прямым образом, то

При использовании электронных измерителей времени с цифровой индексацией можно принять ti разб >>ti град и ti отсч. Поэтому ti разбti

Тогда для величины yi=ti2 погрешность будет равна

yi=2titi 

Таким образом

Затем величину S сравните с табличным значением для Х2 – критерия так, как это делалось в работе (М-1), и найдите уровень значимости проверяемой гипотезы о независимости Мтр от угловой скорости вращения.

 

Задание 1.3  Определение момента инерции ступенчатого блока с крестовиной и момента сил трения

       

                  H(см)

 

                     65

                   60

                   55

                   50

                   45

                   40

                   35

                   30

                   

                                   9       10        11         12      13       14       15  t^2  

14,19028

13,30279

12,15428

11,20240

10,73676

9,9856

9,717559

 H(см)

6

0,0360

 3,7670

0,0233

 3,850

 3,6473

0.0151

 3,593

 3,4863

0,0276

 3,701

 3,750

  3,660

0,0284

 3,3470

 3,450

 3,510

 3,689

0,0166

 3,2767

 3,410

 3,499

 3,1600

 3,326

 3,295

 3,336

 3,210

 3,200

 3,294

 3,145

 3,135

0,0328

 3,1173

 3,190

 3,110

 3,052

  44

  41

  40

  38

  36

 34

7

5

4

3

2

 32

1

<t^2>

t

 < t >

  t 3

  t 2

  t 1

     m                      t 1                    t 2                        <  t  >                  t

                           3,697                      8,341                          


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14100. Конструювання моделей із сірникових коробок та Аплікація. Види аплікацій. Естетика і культура 5.11 MB
  Конспект залікового уроку з трудового навчання проведеного в 2А класі ЗОШ ІІІІ ступенів № 2 Тема уроку: Конструювання моделей із сірникових коробок. Обєкт праці. Виготовлення моделей вантажних та легкових автомобілів. Мета. Ознайомити учнів із поняттям констр
14101. Конспект уроку Я і Україна. Декларація прав дитини. Про доброту і милосердя 607.11 KB
  Конспект уроку Я і Україна 2 клас 02. 03 Тема. Декларація прав дитини. Основний Закон держави. Обовязки батьків та дітей. Мета. Формувати в учнів уявлення про Декларацію прав людини Основний Закон нашої держави; зясувати обовязки батьків і дітей; виховувати шано...
14103. Секретарська справа. Конспект уроків та лекцій 767.33 KB
  УРОК № Тема: Вимоги до приміщення де знаходиться місце секретаря. Санітарно гігієнічні вимоги. Мета уроку: ознайомити учнів з загальними та санітарногігієнічними вимогами до приміщення секретаря. Ознайомити з сучасними тенденціями у обладнанні офісів та орга
14104. Легка атлетика. Біг на короткі дистанції. Техніка естафетного бігу та передачі естафетної палички 103 KB
  ПЛАН ВІДКРИТОГО ЗАНЯТТЯ для студентів денного відділення Тема заняття: Легка атлетика. Біг на короткі дистанції. Техніка естафетного бігу та передачі естафетної палички. Мета заняття: Місце проведення: Спортивний майданчик. Планконспект заняття ...
14105. Легка атлетика. Орієнтовний план уроку для учнів 5-х класів 43.5 KB
  Орієнтовний план уроку для учнів 5х класів початковий етап розвитку витривалості Тема уроку: Легка атлетика. Мета уроку: навчальна ознайомити з технікою бігу з низького старту. Вивчати техніку стрибку у кроці з приземленням на обидві ноги. Вивчити техніку метанн...
14106. Баскетбол. Конспект уроку для учнів 8 класу 142 KB
  КОНСПЕКТ УРОКУ для учнів 8 класу ТЕМА УРОКУ: БАСКЕТБОЛ ЗАВДАННЯ УРОКУ: вдосконалити техніку виконання ведення і передач мяча на місці і в русі; вдосконалити техніку кидків в корзину після подвійного кроку; виховувати почуття колективізму та взаємови
14107. Баскетбол. Урок з фізкультури 63.5 KB
  Місце проведення: спортивна зала Тема: Баскетбол Мета уроку: Поглибити знання учнів з історії виникнення й розвитку баскетболу. Повторити правила гри у баскетбол. Закріпити отримані дітьми навички й уміння з техніки виконання стійки гравця та пересування з мячем
14108. Цикл с параметрами 256.5 KB
  9 урок Цикл с параметрами.1 урок. Общий вид цикла для: нц для i от i1 до i2 тело_цикла кц Здесь i величина типа цел она называется параметром цикла а i1 и i2 целые выражения т. е. выражения типа цел. При выполнении цикла для тело цикла выпол няется последовательно