2015-10-22
406
1. Зважити сухий пікнометр (М1), і пікнометр з досліджуваною рідиною (М2). Результати в кг записати в таблицю.
2. Перевести об’єм рідини в пікнометрі з мл у м3, врахувавши, що 1 мл = =1см3 =10-6м3.
3. Знайдені значення М1 і М2 підставити у формулу (5) і визначити густину r досліджуваної рідини.
4. Дослід провести 3 рази і занести результати вимірювань у таблицю.
5. Знайти абсолютну Δr та відносну ε похибки визначення густини r
досліджуваної рідини.
Таблиця
| № п/п | М1, кг | М2, кг | r, кг/м3 | Δr, кг/м3 | ε, % |
| серед. |
Контрольні запитання
1. Маса, одиниці її вимірювання.
2. Об’єм тіла, одиниці його вимірювання.
3. Формула для визначення густини.
4. Фізичний зміст густини, одиниці її вимірювання.
5. Залежність густини від температури.
6. Аномальна залежність густини води від температури.
7. Визначення густини твердих тіл правильної геометричної форми.
8. Визначення густини рідин за допомогою пікнометра.
Лабораторна робота №3 (4)
ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА
Мета роботи. Визначити момент інерції маятника Обербека; провести перевірку основного рівняння динаміки обертального руху.
Прилади і приладдя: хрестоподібний маятник Обербека, набір різноваг, вертикальна масштабна лінійка, електричний секундомір, штангенциркуль.
Матеріал, який необхідно засвоїти перед виконанням роботи: 1) Рух матеріальної точки по колу та його характеристики. 2) Другий закон Ньютона. 3) Маса і сила. 4) Основний закон динаміки обертального руху. 5) Енергія. 6) Потенціальна і кінетична енергія. 7) Закон збереження енергії.
Література
1. Грабовский Р.И. Курс физики: Учеб. пособие для с.-х. ин-тов. – М., 1979. – 552 с.
2. Розумнюк В.Т., Якименко І.Л. Фізика. Основні поняття, явища і закони. – Біла Церква, 2004. – 71 с.
Теоретичні відомості
При обертальному русі твердого тіла навколо деякої нерухомої осі його точки описують кола, центри яких лежать на цій осі (рис. 3.1).
Обертальний рух твердого тіла є одним із видів механічного руху, що значною мірою визначає закони дії різноманітних технічних пристроїв, опорно-рухової системи людини, тварини. Прикладами частин тіла людини і тварини що обертаються є: плечоліктеві, зап’ястні і фалангові з’єднання, атлантопотиличніі й епістрофоатлантові зчленування тощо. Це свідчить про важливість вивчення законів обертання і вміння визначати характеристики обертального руху тіл і їх частин. Однією із таких характеристик є момент інерції.
Зручною абстрактною моделлю для встановлення законів динаміки обертання є абсолютно тверде тіло.
Абсолютно твердим називається таке тіло, відстань між будь-якими точками якого незмінна.
Кожній точці відповідає маса m і радіус r кола, по якому вона рухається.Маса тіла (математичної точки), як відомо, характеризує його інертність при поступальному русі. У випадку обертального руху мірою інертності є момент інерції тіла (матеріальної точки).
Рис. 3.1.
Моментом інерції І матеріальної точки, що обертається навколо нерухомої осі, називають добуток її маси на квадрат радіуса r кола, по якому рухається точка:
І = mr2. (1)
Із формули (1) випливає одиниця вимірювання І – кг·м2.
Момент інерції тіла, що обертається, дорівнює сумі моментів інерції всіх матеріальних точок, з яких складається тіло, тобто:
,
де і – номер матеріальної точки, n – число точок.
Величина моменту інерції тіла залежить від його маси, форми і положення відносно осі обертання. Для однорідних тіл правильної геометричної форми значення І знаходять за формулами, які отримуються елементарним чином (дивися підручник), а для неоднорідних тіл неправильної форми – експериментальним шляхом. Останнє й необхідно зробити в цій роботі.
Під дією обертальної сили тіло набуває кутового прискорення β. Зв’язок між кутовим прискоренням і моментом обертальної сили та моментом інерції тіла виражається основним рівнянням обертального руху, яке є аналогом другого закону Ньютона для поступального руху (
).
Кутове прискорення β, з яким рухається тіло під дією обертальної сили, прямо пропорційне моменту обертальної сили М і обернено пропорційне моменту інерції тіла І.
або М = Іβ. (2)
Моментом обертальної сили називають добуток обертальної сили F на радіус кола R, яке описується точкою прикладання сили.
М = F·R.
Одиниця вимірювання М – Н·м.
