Лабораторная работа №8. Экспериментальная установка

Экспериментальная установка

1 – рама, 2 – рельс, 3 – колесо, 4 – рукоятка сцепления крестовины, 5 – устройство принудительного трения,
6 – пружинный маятник, 7 – груз крестовины, 8 – направляющая, 9 –передняя крестовина, 10 – задняя крестовина, 11 – шайбы,
12 – каретка, 13 – поперечина, 14 – система передних стоек,
15 плита.

Цель работы: экспериментальная проверка зависимостей основного закона динамики вращательного движения с помощью маятника Обербека.

Задание 1. Проверка основного закона динамики вращательного движения
и определение момента инерции крестовины

- Наматываем нить на ступицу крестовины 9 так, чтобы каретка 12 с шайбами оказалась на высоте H=0,7 м. и зафиксировать крестовину в этом положении рукой;

- Отпускаем крестовину, одновременно включив секундомер, и измерить время t движения каретки 12 до нижнего уровня;

- Заполняем Таблицу 1, повторив измерения для других значений m;

Таблица 1

m, кг	t₁, c	t₂, с	t₃, с	, с
0,932	3,28	3,33	3,31	3,31
0,732	3,97		3,96	3,98
0,532	4,77	4,77	4,78	4,77
0,332	6,49	6,5	6,48	6,49

- Используя измеренные значения t, по формуле вычислим среднее значение времени t движения каретки 12 до нижнего уровня;

для m=0,932 кг. .

для m=0,732 кг. .

для m=0,532 кг. с.

для m=0,332 кг. с.

- Используя вычисленные значения , по формулам и вычислим соответствующие величины моментов сил M и угловых ускорений . Здесь m – масса груза каретки, – ускорение свободного падения, – ускорение тела, – радиус ступицы:
для m=0,932 кг.

для m=0,732 кг.

для m=0,532 кг.

для m=0,332 кг.

- Построим график зависимости

Графиком этой зависимости является прямая, проходящая через начало координат, значит прямо пропорциональны ;

- По формуле определим экспериментальное значение момента инерции маятника и сравним со значением, вычисленным по формуле
, где m – масса стержня без груза, l – длина стержня, – масса груза, R – расстояние от груза до оси вращения шкива, .
для m=0,932 кг.