Подготовка установки к работе.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

6. Порядок выполнения работы.

6.1. Подготовка установки к работе.

1. Установите грузы 2 на стержнях на максимальных расстояниях от оси вращения. Сбалансируйте крестовину, передвигая грузы m вдоль направляющих. Сбалансированная крестовина в свободном состоянии должна быть неподвижна относительно оси вращения при любом положении. Используя линейку, измерьте расстояния от оси вращения крестовины до центра масс каждого из четырех грузов R. Определите среднее значение R. Все результаты запишите в тетрадь.

2. Массы грузов m и радиус шкива r, значения которых указаны на установке, запишите в тетрадь.

3. При намотанной на шкив 4 нити отрегулировать при помощи винтов 10 положение платформы 6 таким образом, чтобы при движении она проходила примерно посередине отверстий фотодатчиков 8, не задевая их стенок.

4. Включить установку в сеть (выполняет лаборант). Кнопки "Сброс" и "Пуск" привести в отжатое положение.

6.2. Определение погрешности измерения времени движения груза 6.

1. При отжатой кнопке "Пуск" установить грузы 2 на стержнях на максимальных расстояниях от оси вращения. При этом платформу 6 следует оставить без дополнительных грузов.

2. Нажав кнопку "Пуск" (при этом торможение электромагнитом прекращается) и постепенно наматывая нить на шкив 4, поднять платформу 6 так, чтобы ее нижний край совпадал с чертой на верхнем фотодатчике 8 (рис. 1а). Отжав кнопку "Пуск", зафиксировать платформу в этом положении. Нажав кнопку "Сброс", установить нулевой отечёт цифрового индикатора времени.

3. Нажав кнопку "Пуск", привести систему в движение. После автоматического затормаживания системы электромагнитом записать полученное время  в таблицу 1.

4. Нажать на кнопку "Сброс" и, начиная с пункта 2, провести аналогичные измерения ещё четыре раза. Значения  занести в таблицу 1.

Таблица 1.

t

6.3. Измерение зависимости углового ускорения   от момента силы натяжения нити N.

1. Произвести однократные измерения, аналогичные п. 2-3 предыдущего эксперимента 6.2 с пятью различными дополнительными грузами, помещаемыми на платформу 6, не меняя при этом положений грузов m на стержнях. Полученные значения  занести в таблицу 2.

2. Произвести однократные измерения с пятью различными дополнительными грузами, помещаемыми на платформу 6, не меняя при этом положений грузов на стержнях. Полученные значения  занести в таблицу 2.

Таблица 2.

t, c

t₁

t₂

t₃

t₄

t₅

a, м

 m₁, кг.

7. Оформление отчёта.

1. По данным таблицы 1 рассчитайте среднее значение <t> и среднеквадратичное отклонение . Полученные данные запишите в таблицу 1.

2. По данным таблицы 2 рассчитать ускорения а и , применяя формулы (7) и (8). По формуле (6) рассчитать величины N. Данные записать в таблицу 2.

3. Постройте график зависимости . Обработайте данные по методу наименьших квадратов. Для этого необходимо открыть папку «Обработка результатов ЛР», расположенную на рабочем столе лабораторного компьютера, и открыть файл «Расчет y=Аx+В МНК.xls». Все полученные результаты расчетов (А, В и соответствующие погрешности) запишите в тетрадь.

4. По рассчитанному значению углового коэффициента А, используя формулу (3), определить полный момент инерции системы .

5*. По коэффициенту В (координата точки пересечении графика  с осью ординат) определить момент силы трения =В₁∙I_z. (Этот пункт выполняется по указанию преподавателя)

6. Рассчитать относительные и полные погрешности момента инерции и момента силы трения по формулам.

                            (12)

                                    (13)

,                                            (14)

где .

7. Записать результаты в стандартной форме:  (и ) в Таблицу 2.

8. Сравнить полученное экспериментально значение  со значением, предсказываемым теорией - формулой (9). Для этого рассчитать величину , как сумму моментов инерции стержней  и грузов 2. При расчетах использовать значения массы и длины стержней, приведенные на установке; грузы 2 принять за материальные точки.

Контрольные задания

1. Как определяется кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси?

2. Как можно оценить момент сил трения при раскручивании крестовины в данной лабораторной работе?

3. Дайте определение момента инерции твердого тела, какие физические свойства тела он характеризует?

4. Запишите уравнение динамики вращательного движения твердого тела.

5. Поясните, как с помощью экспериментально полученной зависимости N(β) можно получить значения момента инерции установки и момента силы трения на оси крестовины.

6. К ободу однородного сплошного диска массой 10 кг, насаженного на ось, проходящую через центр масс, приложена постоянная касательная сила 30 Н. Определить кинетическую энергию диска через 4 с после начала действия силы, если радиус диска R=40 см.

7. Колесо радиусом 30 см и массой 3 кг скатывается без проскальзывания по наклонной плоскости длиной 5 м и углом наклона 25⁰. Определить момент инерции колеса, если его скорость в конце движения составляла 4,6 м/с.

Литература

1. И.В.Савельев. Курс общей физики. Т.1.– с.36–44.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1990 г..

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии