Лабораторна робота № 1. 2. Визначення динамічної в’язкості рідини методом Стокса

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 59Следующая ⇒

r

R

h

m

O

.    (1.1.3)

Для визначення сили F^/=F записують динамічне рівняння руху вантажу m. Використовуючи зв’язок кутового прискорення b з лінійним прискоренням  i виражаючи останнє через висоту h i час опускання вантажу , з (1.1.1)  відповідно до (1.1.3) можна одержати формулу для визначення моменту інерції системи тіл, що обертаються:

.                               (1.1.4)

Оскільки величина  (у чому можна переконатися безпосередніми підрахунками), то формула (1.1.4) набуває простішого вигляду:

.                               (1.1.5)

Момент інерції системи J складається з моменту інерції блока з хрестовиною J₀ i моменту інерції J^/ тягарців m₁, закріплених на хрестовині. Якщо вважати тягарці точковими масами, у разі їхнього симетричного розташування відносно осі обертання можна записати:

,                       (1.1.6)

де R – відстань тягарців від осі обертання.

J,

кг×м²

R², м²

J₀

Рис. 1.1.2

Екстраполяція, екстраполювання (від лат. exstra і рolio – пригладжую, виправляю, змінюю) – особливий тип апроксимації, коли функція проксимується поза заданим інтервалом, а не між заданими значеннями. Тобто екстраполяція – це наближене визначення значень функції f(x) в точках x, що лежать поза відрізком [x₀, x_n], за її значенням в точках x₀ <x₁ <... < x_n. У статистиці екстраполяція – це поширення встановлених у минулому тенденцій на майбутній період (екстраполяція у часі застосовується для перспективних розрахунків чисельності населення); поширення вибіркових даних на іншу частину сукупності, не піддану спостереженню (екстраполяція в просторі).

Для більш точного вимірювання часу опускання вантажу в установці використовують електронний секундомір, який фіксує тривалість руху.

Порядок виконання роботи

1. Встановити тягарці m₁ на максимальній i однаковій відстані R від осі обертання.

2. Намотуючи нитку на блок, підняти вантаж m на висоту h i зупинити, зафіксувавши хрестовину.

3. Відпустити хрестовину i виміряти час  опускання вантажу. Дослід повторити тричі i знайти середнє значення часу опускання вантажу m.

4. Розрахувати значення моменту інерції J, підставляючи у формулу (1.1.5) середнє значення часу.

5. Проробити пп. 1-4 для кількох різних положень тягарців відносно осі обертання. Результати вимірювання i обчислення записати до табл. 1.1.1.

6. Побудувати графік залежності J від R² (рис. 1.1.2) i методом екстраполяції визначити J₀.

7. Визначити похибки вимірювання J (див. [8], гл. І, розділ 3).

8. Визначити масу тягарця m₁, закріпленого на хрестовині.

9. Обчислити за формулою (1.1.6) моменти інерції J, скориставшись знайденими за графіком значеннями J₀, величиною m₁ та виміряними значеннями відстані R.

10. Одержані за формулою (1.1.6) значення моментів інерції J відобразити на графіку залежності J від R².

Таблиця 1.1.1

№ пор.

R, м

r, м

m, кг

h, м

t, с

<t>, с

J, кг×м²

R², м

J₀, кг×м²

Контрольні запитання

1. Дайте визначення механічного руху; поступального і обертального рухів.

2. Яке тіло називають абсолютно твердим?

3. Дайте визначення таким фізичним величинам: переміщення, шлях, швидкість, прискорення.

4. Дайте визначення таким фізичним величинам: кутова швидкість, кутове прискорення. Як обирають напрям цих векторів.

5. Запишіть формули зв’язку між лінійними та кутовими величинами під час руху по колу.

6. Дайте визначення нормального і тангенціального прискорень.

7. Сформулюйте закони Ньютона.

8. Запишіть основний закон динаміки обертального руху.

9. Дайте визначення моменту сили відносно нерухомої точки О. Як визначається напрямок цього моменту сили?

10. Дайте визначення моменту сили відносно нерухомої осі Оz.

11. Що називають моментом інерції точки (тіла або системи точок) відносно осі обертання?

12. Виведіть робочу формулу для розрахунку моменту інерції (1.1.5).

13. Сформулюйте теорему Штейнера.

Мета роботи: ознайомитись із суттю явища внутрішнього тертя в газах та рідинах; експериментально визначити коефіцієнт динамічної в’язкості певної рідини.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии