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

74431. Бесполое и половое размножение разноспоровых, или водяных, папоротников 31.5 KB
  У некоторых разноспоровых папоротников а также других представителей высших споровых растений селагинелл изоэтеса произошла еще большая редукция мужских и женских заростков а также потеря и женским гаметофитом способности к фотосинтезу. У селагинелл близких к плаунам мега и микроспорофиллы собраны в колоски; мегаспоры прорастают в мегаспорангиях еще на материнском растении; у некоторых видов микроспоры переносятся на мегаспорофиллы и мегаспорангии где происходит оплодотворение начинается развитие зародыша и мегаспорангии отпадает...
74432. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ СЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ 31 KB
  Для рассеивания распространения растения служат следовательно не споры как у типичных споровых растений а семена; бесполого размножения спорами нет чередование поколений выражено неясно и выявляется лишь путем сравнительноморфологических и цитологических исследований. Спорофиллы покрытосеменных растений тесно скученные на концах побегов и у большинства окруженные еще метаморфизированными верхушечными листьями образуют вместе с ними цветок; мы можем охарактеризовать его как укороченный побег листья которого метаморфизированы в связи с...
74433. СТЕБЕЛЬ ДВУДОЛЬНЫХ И ГОЛОСЕМЕННЫХ 39 KB
  Из особенностей ее в стеблях отметим что клетки кожицы здесь обычно имеют мало извилистые очертания вытянуты в направлении параллельном продольной оси стебля и что частота устьиц сравнительно низка. Механическая ткань первичной коры и колленхима располагаются под кожицей в виде тяжей в углах стебля как например у губоцветных или в его ребрах у зонтичных реже в виде кольца у тыквенных пасленовых и др. В некоторых стеблях и многих корневищах этот слой представлен типичной эндодермой с поясками Каспари см. Некоторые авторы...
74434. Новизна теоретических исследований: понятия, закономерности, дефиниции понятий, теория 17.81 KB
  Работа претендующая на роль теоретической должна содержать положения выводы благодаря которым происходит развитие наличных достоверных знаний по предмету соответствующей отрасли правовой науки. При этом новизна может охватывать предмет науки с разной полнотой. Второй уровень новизны образуют оригинальные решения отдельных проблем науки. Одна из распространенных в правовой науке форм теоретической новизны сводится к развитию совершенствованию понятийного аппарата науки.
74435. Новизна эмпирических юридических исследований: единичные и обобщенные факты, эмпирический закон 17.37 KB
  Новизна эмпирических юридических исследований: единичные и обобщенные факты эмпирический закон Исследование новизна которого ограничивается эмпирическим уровнем знаний представляет собой эмпирическое исследование. Итак эмпирическое исследование проводится с применением теоретических знаний для описания и оценки исследуемых фактов но в нем нет новых теоретических положений сформулированных лично автором иначе исследование относилось бы к теоретическому уровню познания. Эмпирическое юридическое исследование в полной мере соответствует...
74436. Общие принципы научного познания: объективность, всесторонность, системность, конкретно-исторический подход 16.87 KB
  Общие принципы научного познания: объективность всесторонность системность конкретноисторический подход В российской философской и юридической литературе в числе всеобщих принципов научного познания чаще всего называют принципы объективности познаваемости объективного мира всесторонности познания исторического и конкретноисторического подходов познания отдельного явления через выделение противоречивых его сторон и др. Принцип объективности означает что в процессе познания нужно подходить к исследуемым явлениям и предметам так как...
74437. Виды методологии правовых исследований 20.23 KB
  Методология догматических правовых исследований Догматическое правовое исследование является наиболее распространенным в правовой науке поскольку именно оно обеспечивает правоведов достоверными и полными знаниями о системе действующего права ее отдельных отраслях институтах и нормах права. Понимается как исследование норм права в целях выявления воли правотворческого органа выраженной в исследуемых источниках права общих и особенных черт признаков свойственных исследуемым нормам права и допущенных правотворческих ошибок. Методология...
74438. История западноевропейской правовой науки 18.62 KB
  История западноевропейской правовой науки. Порожденная практическими потребностями общества правовая наука вырабатывала представления об идеальном государстве и о справедливом праве характерные для конкретноисторических особенностей соответствующей эпохи и формулировала свои предложения о путях совершенствования политикоправовой практики. Поэтому историю правовой науки как и историю общества можно подразделить на четыре большие по времени эпохи: Древний мир Средневековье Новое время и современный период. Начало западноевропейской...