Лабораторная работа №5.02

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

Имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ (филиал) ВлГУ)

 

Факультет информационных технологий

Кафедра ИС

ЛАБОРАТОРНАЯ

РАБОТА

 

по физике

тема Изучение законов вращательного движения на приборе Обербека

Руководитель

Платонова А.С.

(фамилия, инициалы)

(подпись) (дата)

 

Студент ПИ-112

(группа)

Ерцева Е.А.

(фамилия, инициалы)

(подпись) (дата)

 

Муром 2012

Лабораторная работа №5.02.

Тема: Изучение законов вращательного движения на приборе Обербека.

Цель работы:

Изучение вращательного движения и проверка зависимости между угловым ускорением тела, его моментом инерции и моментом внешних сил.

Приборы и принадлежности: прибор Обербека, грузы, секундомер, линейка,штангельциркуль.

 

Схема экспериментальной установки:

 

 

 

Ход работы:

 

1. Штангельциркулем измерить радиус r шкива К;

2. Измерить расстояние R от центра тяжести грузов m до оси крестовины;

3. Вычислить момент инерции J крестовины;

_4. Подвесить поочередно к свободному концу нити грузы различных масс m₁, m₂, m₃, вычислить соответствующие ускорения а₁, а₂, а_3;

5. Определить момент внешних сил, приложенных к крестовине;

6. Вычислить угловые ускорения крестовины для каждого значения а₁, а₂, а_3, результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.

7. К свободному концу нити подвесить груз Р массой m=0,2кг. Сдвинуть грузы на стержнях крестовины. Вычислить изменение значения J. Определить три раза для трех различных R угловые ускорения крестовины Е₁, Е₂, Е₃. Проверить справедливость соотношений:

8. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2.

 

Таблица 1.

m,кг	t, с	tср.,с	a, м/с2	Е, 1/с2	М, Н·м	R, м
0.1	1) 10.87 2) 8.63 3) 12.25	10.58	0.00964	0.567	0.0166
0.2	1) 9.0 2) 7.87 3) 7.85	8.24	0.0159	0.935	0.0333
0.3	1) 6.69 2) 6.9 3) 6.25	6.61	0.0247	1.452	0.0498

 

Таблица 2.

m, кг	t, с	tср., с	а, м/с2	Е, 1/с2	R, м	J, кг·м2
0.2	1) 7.66 2) 7.62 3) 8.15	7.81	0.0177	1.0411	0.21	0.0258
0.2	1) 6.19 2) 6.97 3) 6.22	6.46	0.0258	1.517	0.11	0.0167
0.2	1) 6.59 2) 5.97 3) 6.03	6.20	0.02809	1.652	0.03	0.0136

 

Основные формулы:

E= a/r m₁a = m₁g – F_H

F_H = m₁(g – a) M = m₁(g – a)r

 

Расчет:

1) a1=2*0.54/10.58*10.58=0.00964

a2=2*0.54/8.24*8.24=0.0159

a3=2*0.54/6.61*6.61=0.0247

E1=0.00964/0.017=0.567

E2=0.0159/0.017=0.935

E3=0.0247/0.017=1.452

M1=0.1*(9.8-0.00964)*0.017=0.0166

M2=0.2*(9.8-0.0159)*0.017=0.0333

M3=0.3*(9.8-0.0247)*0.017=0.0498

0.567/0.935=0.0166/0.0333

0.567/1.452=0.0166/0.0498

 

2) a1=1.08/7.81*7.81=0.0177

a2=1.08/6.46*6.46=0.0258

a3=1.08/6.2*6.2=0.02809

E1=0.0177/0.017=1.0411

E2=0.0258/0.017=1.517

E3=0.02809/0.017=1.652

J1=0.0008+4*0.142*0.21*0.21=0.0258

J2=0.0008+2*0.142*0.11*0.11+2*0.142*0.21*0.21=0.0167

J3=0.0008+2*0.142*0.21*0.21+2*0.142*0.03*0.03=0.0136

1.0411/1.517=0.0167/0.0258

1.0411/1.652=0.0136/0.0258

Вывод: Было изучено вращательное движение