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

50665. Релігія в світовому культурно-історичному просторі 103.5 KB
  Світові релігії в культурно-історичному просторі. Естетичні канони й етична програма буддизму. Етико-естетичні концепції християнства. Естетичний вимір Корану як священної книги ісламу. Особливості мусульманського мистецтва...
50666. Частотные модуляторы 195 KB
  Схема принципиальная электрическая ЧМ автогенератора с варикапом Схема принципиальная электрическая ЧМ автогенератора с реактивным транзистором Расчет Экспериментальная часть Выводы В ходе лабораторной работы были исследованы частотно-модулированные колебания в ЧМ автогенераторе с варикапом и реактивным транзистором. В схеме с варикапом видно что: Уходит значение центральной частоты.
50667. Исследование компенсационных стабилизаторов напряжения 831 KB
  Входное напряжение при номинальном рабочем режиме схемы: Выходное напряжение при номинальном рабочем режиме схемы: Увеличенное входное напряжение: Выходное напряжение при увеличенном входном напряжении: Измерение выходного сопротивления Выходное напряжение стабилизатора с нагрузкой...
50668. Изучение методов структурного резервирования 96.5 KB
  Возможные типы резервирования: Общее нагруженное резервирование. Поэлементное нагруженное резервирование. Общее резервирование замещением. Поэлементное резервирование замещением.
50670. Измерение коэффициента ошибок в цифровых каналах телекоммуникационных систем 186 KB
  Цель работы Ознакомление с приборами методами и схемами измерений коэффициента ошибок в цифровых каналах телекоммуникационных систем; методами оценки качества цифровой модуляции с использованием глазковых диаграмм и диаграмм рассеяния. Экспериментальная часть Измерение коэффициента ошибок на выходе канала передачи информации. Отношение сигнал шум 5 6 7 9 11 15 Число ошибок 54320 50290 56350 57420 35240 1 Общее число принятых бит 111700 106100 123800 148900 102800 466000 Коэффициент ошибок 0.
50671. Изучение законов динамики вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной оси на маятнике Овербека 292.5 KB
  В этой модели считается что трение в оси неподвижного блока отсутствует этот блок невесом а момент сил трения в оси блока с крестовиной не зависит от угловой скорости вращения В этих условиях ускорение груза массой m постоянно на всём отрезке движения H. Тогда рассмотрим систему состоящую из блока 1 с моментом инерции который может вращаться вокруг неподвижной горизонтальной оси и блока 2 с моментом инерции вращающегося вокруг оси . Запишем основное уравнение динамики вращательного движения для каждого блока учитывая что...
50673. Изучение метода последовательного анализа при испытании на надежность элементов и устройств информационной техники 71.5 KB
  В результате исследования процесса возникновения отказов в аппаратуре ИИС убедимся в простоте метода последовательного анализа при испытаниях на надежность который опираясь на данных о границах надежности и рисках потребителя и изготовителя позволяет принять решение о принадлежности партии изделий к принимаемой или бракуемой группе.