Порядок выполнения работы

1. Открыть кран К. При помощи винта F установить воду в колене C против метки m.

2. Закрыть кран К. Проверить герметичность навинчивания сосуда А. Винтом p установить уровень воды в колене С против метки n, заполнив шарик D.

3. Определить по шкале высоту уровня воды в колене Е, считая от уровня n в колене С. Это и будет показанием манометра р₁.

4. Операции пунктов 1, 2, 3 проделать не менее трех раз и столько же раз рассчитать p₁.

5. Открыть кран К, снять сосуд А, всыпать в него на 3/4 объема зерно, сосуд А навинтить на прежнее место, проделать операции, описанные в пунктах 1, 2, 3. Будет найдено показание манометра p₂. Эту величину определить столько же раз, как и величину р₁.

6. Взвешиванием на весах определить массу зерна в цилиндре.

7. Определить по барометру атмосферное давление р, (поправку на температуру не производить) и все найденные величины занести в таблицу.

8. Пользуясь выведенной формулой (1), вычислить плотность зерна.

9. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

Таблица наблюдений

№№ наблюдений	p	V₀	р₁	р₂	m	r
Ед. измерения	Па	м³	Па	Па	кг	кг/м³



Средние значения

Указания к работе

1. Объем шарика V₀ указан на приборе.

2. 1 мм рт. ст. = 133 Па

3. 1 мм вод.ст. = 9,81 Па

Контрольные вопросы

1. Что называется плотностью вещества и в каких единицах она измеряется в системе СИ?

2. В чём состоит трудность определения объема сыпучих тел и как она определяется в данной работе?

3. Сделайте вывод расчётной формулы.

4. Сформулируйте закон изотермического процесса и напишите его формулу.

Лабораторная работа № 1-05 (15)

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Цель работы: определение работы инерции вращающегося тела (шкива).

Приборы и принадлежности: прибор Обербека, маховик, грузы различной массы, штангенциркуль, масштабная линейка, секундомер, технические весы.

Теория работы и описание приборов:

Если к телу, которое может вращаться вокруг неподвижной оси, приложить вращающий момент М, то под действием этого момента изменится угловая скорость вращения тела w. Тело будет двигаться с угловым ускорением e.

Вращающий момент и угловое ускорение связаны вторым законом Ньютона для вращательного движения.

(1)

где – момент инерции тела относительно рассматриваемой оси вращения.

Момент инерции твердого тела равен сумме моментов инерции материальных точек .

(2)

Моментом инерции материальной точки называется физическая величина, характеризующая инертность точки к изменению ею угловой скорости под действием приложенного момента силы и измеряемая произведением массы точки на квадрат ее расстояния от оси вращения. Момент инерции тела зависит от распределения массы относительно заданной оси вращения и, следовательно, изменение расстояния отдельных частей вращающегося тела от оси вращения приводит к изменению момента инерции тела относительно этой оси.

Из формулы (1) можно определить момент инерции тела, если из опыта будут найдены момент силы и угловое ускорение

(3)

Для определения момента силы и углового ускорения опытным путем можно пользоваться одним из приборов, схемы которых приведены на рис. 6 и 7.

Прибор (рис. 6) состоит из шкива А, закрепленного на оси О. На шкиве укреплены четыре стержня, расположенных под углом 90° друг к другу. На стержнях помещены четыре цилиндрических тела с одинаковыми массами m. Эти тела могут перемещаться вдоль стержней и закрепляться на них в любом положении. Тела необходимо закреплять симметрично, т.е. так, чтобы их общий центр тяжести совпадал с осью вращения.

Рис. 6

Груз m₁, соединенный со шкивом нитью, падая вниз, приводит во вращение прибор. На тело m₁ действуют две силы: сила тяжести Р направленная вниз, и сила натяжения нити F_н, направленная вверх. Следовательно, результирующая сила F, под действием которой тело m₁ движется вниз, равна разности указанных сил, т.е.

(4)