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

70189. Определение состава газовой фазы и окисляемости металлов при термообработке оксидного катода 594.94 KB
  В процессе откачки ЭВП наибольшее газовыделение происходит на этапе термообработки оксидного катода. Оксидное покрытие наносится на поверхность металлического керна катода (Mn) в виде суспензии карбонатов щелочноземельных металлов.
70190. ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ QuickBASIC 236 KB
  Как и все другие алгоритмические языки Qbasic имеет много уровней организации текста от алфавита до программы. Прежде чем описывать синтаксические правила построения конструкций языка и приводить сведения по процедурам и функциям перечислим его структурные элементы от нижнего уровня к верхнему.
70191. ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ QBASIC 618.5 KB
  Программа, написанная на языке Qbasic, может обрабатывать любые символы. Но это не значит, что каждый из них может использоваться в тексте программы для обеспечения действий или объектов программы. При вводе текста программы можно использовать как прописные, так и строчные буквы.
70193. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ 225 KB
  В данной курсовой работе произведена разработка микропроцессорной системы на основе микроконтроллера PIC16C57 с характеристиками, согласно заданию. Произведена разработка функциональной и структурной схем. Приведена информация о выбранных элементах структурной схемы.
70194. ВAЛЮТНЕ ПРAВO ЯК ПІДГAЛУЗЬ ФІНAНСOВOГO ПРAВA 343.53 KB
  У прaвoвій нaуці зaгaльнoвизнaним є те, щo предметoм прaвoвoгo регулювaння будь-якoї гaлузі прaвa є суспільні віднoсини, які регулюються дaнoю гaлуззю. Oтже, предметoм вaлютнoгo прaвa є суспільні віднoсини, які склaдaються у сфері вaлютнoї діяльнoсті (вaлютні віднoсини).
70196. Проведение маркетингового исследования рынка с использованием анкеты 128 KB
  Маркетинг подразумевает гибкость организационных форм управления, активную предприимчивость, постоянный поиск путей эффективного приспособления к рынку и воздействия на потребителя. Маркетинг базируется не на утвержденных сверху плановых заданиях, а прежде всего на глубоком знании...
70197. Редуктор коническо-цилиндрический 847.5 KB
  Данный привод предназначен для передачи крутящего момента от электродвигателя с изменением направления, снижением частоты вращения и увеличением крутящего момента барабану конвейера. Привод горизонтальный с разъемным корпусом. Рабочий ресурс привода 25 000 часов.