Введение. Рекомендовано Дальневосточным региональным

ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

И ТВЕРДОГО ТЕЛА

Учебное пособие

Рекомендовано Дальневосточным региональным

учебно-методическим центром (ДВ РУМЦ)

в качестве учебного пособия для студентов и курсантов
технических специальностей вузов региона

Владивосток

УДК – 531 (075.8) Л 332

Лебединская, С. Б. Динамика материальной точки и твердого тела [Текст]: учеб. пособие / С. Б. Лебединская, Ю. Д. Воробьев. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2008. – 88 с.

Пособие содержит указания к 15 типовым лабораторным работам по теме ²Физические основы классической механики². Поясняется теория физических явлений, рассматриваемых в лабораторных работах, приводятся изложенные достаточно подробно и доходчиво выводы расчетных формул. Даны схемы установок, методика выполнения работ, к каждой работе прилагаются перечень контрольных вопросов и список рекомендуемой литературы. Пособие также содержит в очень краткой форме материал по расчету погрешностей и оформлению результатов измерений.

Пособие написано в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта по курсу физики для технических учебных заведений.

Предназначено для студентов и курсантов технических специальностей вузов.

Ил. 41, табл. 20, библиогр. 7 назв.

Рецензенты:

А. В. Безвербный, д-р физ.-мат. наук, доцент,

ИАПУ ДВО РАН;

Е. Н. Лебедева, канд. физ.-мат. наук, доцент, ДВГУ.

ã Лебединская С. Б., Воробьев Ю. Д., 2008

ISBN 978-5-8343-0492-0 ã Морской государственный университет

им. адм. Г. И. Невельского, 2008.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................................................................... 4

Расчет погрешностей и представление результатов измерений............... 5

Типы погрешностей........................................................................... 5

Расчет погрешностей при прямых измерениях................................ 5

Расчет погрешностей при косвенных измерениях............................ 8

Как правильно округлить и записать результат............................ 10

Как строить графики........................................................................ 11

Таблица коэффициентов Стьюдента...................................................... 12

Простейшие измерительные приборы............................................ 13

Штангенциркуль.............................................................................. 13

Микрометр....................................................................................... 15

Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси (краткая теория
к работам 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.14)..... 16

Лабораторные работы.............................................................................. 24

1.0. Определение плотности твердого тела.......................................... 24

1.1. Исследование основного закона динамики вращательного
движения с помощью маятника Обербека
(вариант I – постоянным остается момент инерции)............... 26

1.2. Определение момента инерции махового колеса.......................... 29

1.3. Определение момента инерции тела методом крутильных
колебаний...................................................................................... 32

1.4. Определение момента инерции физического маятника.............. 35

1.5. Исследование основного закона динамики вращательного
движения с помощью маятника Обербека
(вариант II – сравниваются рассчитанное и измеренное
значения момента инерции)........................................................... 39

1.6. Определение радиуса кривизны зеркала методом
катающегося шарика................................................................... 42

1.7. Изучение удара шаров................................................................... 45

1.8. Определение момента инерции тела и момента сил
трения в подшипнике................................................................. 50

1.9. Изучение прецессионного движения гироскопа............................ 53

1.10. Определение ускорения свободного падения с помощью
математического и физического маятников.................................. 57

1.11. Исследование основного закона динамики вращательного
движения с помощью маятника Обербека
(вариант III – постоянным остается момент силы).................. 65

1.12. Определение скорости полета пули с помощью крутильного
маятника........................................................................................ 69

1.13. Определение коэффициентов трения скольжения и качения...... 74

1.14. Изучение зависимости момента инерции тела от распределения его массы относительно оси вращения.......................................................... 81

Введение

Лабораторные работы преследуют несколько целей. Они позволяют студентам (курсантам): 1) познакомиться с простейшими измерительными приборами; 2) приобрести навыки в проведении эксперимента и обработке его результатов; 3) применить теоретические знания на практике.

Результат измерений в каждой лабораторной работе должен быть представлен с учетом погрешности (доверительного интервала). Поэтому, прежде чем выполнять лабораторную работу, необходимо изучить параграф ²Расчет погрешностей и представление результатов измерений². Формулы и рисунки в этом параграфе нумеруются так: (П.1), (П.2) и т. д., где буква ²П² значит ²погрешности².

В параграфе ²Простейшие измерительные приборы² формулы и рисунки нумеруются по аналогии с предыдущим параграфом: (И.1) и т. д., где буква ²И² значит ²измерения².

Так как выполнение лабораторных работ часто опережает знакомство с теоретическим материалом на лекциях, то методические указания содержат (в очень кратком изложении) необходимый теоретический материал. Теоретический материал по кинематике и динамике точки включен в указания к соответствующим работам, а теоретический материал по кинематике и динамике твердого тела выделен в отдельный параграф под заголовком ²Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси². Формулы и рисунки в этом параграфе имеют номера (Т.1), (Т.2) и т. д., где буква ²Т² значит ²теория ².

В номерах самих лабораторных работ первая цифра обозначает раздел курса физики (²1² значит, что данная лабораторная работа относится к первому разделу курса физики – механике – и выполняется в лаборатории механики). Остальные цифры – номер лабораторной работы в данной лаборатории. Например, работа 1.12 значит, что речь идет о работе № 12 в разделе ²механика². В оглавлении в разделе ²Лабораторные работы² номер параграфа совпадает с порядковым номером работы в лаборатории.

Номера формул в изложении самих лабораторных работ не содержат указания на раздел. Например, формула (12.3) – это третья формула в работе № 12.