ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНО-
Выполнил: Гладких Н.А.
Факультет : ЭА
Группа № 3401
Преподаватель: Морозов В.В
Оценка лабораторно-практического занятия | ||||||||||
Выполнение ИДЗ | Вопросы | Подготовка к лабораторной работе | Отчет по лабораторной работе | Коллоквиум | Комплексная оценка | |||||
“Выполнено” “____” ___________Подпись преподавателя __________
Лабораторная работа №6
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ
ПОСТУПАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА
Цель работы: изучение законов поступательно-вращательного движения твердого тела, сохранения энергии, определение момента инерции маятника.
Приборы и принадлежности: маятник Максвелла, секундомер, масштабная линейка, штангенциркуль.
Маятник Максвелла (рис. 6.1) представляет собой диск 6, закрепленный на стержне 7, подвешенном на бифилярном подвесе 5 к верхнему кронштейну 2. На диск крепится кольцо 8. Верхний кронштейн 2, установленный на вертикальной стойке 1, имеет электромагнит и устройство 4 для регулировки длины бифилярного подвеса. Маятник с кольцом
фиксируется в верхнем исходном положении с помощью электромагнита.
На вертикальной стойке 1 нанесена миллиметровая шкала, по которой определяется ход маятника. На нижнем кронштейне 3 находится фотоэлектрический датчик 9. Кронштейн обеспечивает возможность
перемещения фотодатчика вдоль вертикальной стойки и его фиксирования в любом положении в пределах шкалы 0…420 мм. Фотодатчик предназначен для выдачи электрических сигналов на секундомер 10 в момент пересечения светового луча оси фотодатчика диском маятника.
Результаты обработки эксперимента
Таблица №1 | |||||||
i | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | tср, с |
3,944 | 4,046 | 3,891 | 3,977 | 3,933 | 3,958 | ||
3,505 | 3,595 | 3,531 | 3,541 | 3,547 | 3,544 | ||
3,374 | 3,195 | 3,324 | 3,202 | 3,194 | 3,258 | ||
2,832 | 2,772 | 2,835 | 2,790 | 2,824 | 2,810 |
Нахождение коэффициента «k» зависимости y=kx , где y=h, x=t2 и его погрешности ∆k.
Для оценки погрешности вычислим значение
для всех значений
и
по формуле:
Таблица №2 | ||
h, м | t2, c | k |
0,36 | 15,7 | 0,0230 |
0,30 | 12,5 | 0,0240 |
0,25 | 10,6 | 0,0236 |
0,19 | 7,9 | 0,0240 |
, i=1...5.
Пусть X=k, тогда
Таблица №2 | |||||||
№ | max | min | xcр | ||||
x | 0,0230 | 0,0240 | 0,0236 | 0,0240 | 0,0240 | 0,0236 | 0,02365 |
(x-xср)2 | 0,00000042 | 0,00000012 | 0,000000025 | 0,00000012 |
Таблица №3 | ||
Формула | ||
![]() | 0,02365 | ![]() |
![]() | 0,00018 | ![]() |
![]() | 0,0005 | qh=0,00005 |
![]() | 0,0004 | qt=0,0005 |
![]() | 0,0002 | |
qx= ![]() | 0,0005 | |
![]() | 0,0007 |
Таблица №4 | |
![]() | 0,02365 ![]() |
![]() | 0,0473 |
![]() | 0,0014 |
![]() | 0,0473 ![]() |
Вычисление
( экспериментального значения момента инерции диска):
-> ln
=ln m+2*ln r*ln(
)
ba= =2204,75
=
=0,000043
Таблица №5 | |
![]() | 0,00094 |
![]() ![]() | 0,000043 |
![]() | 0,00094 ![]() |
Вычисление (теоретического значения момента инерции):
Таблица №6 | |
![]() | 0,0007 |
![]() | 0,000013 |
![]() | 0,0007 ![]() |
Нахождение теплоты:
-0,052
=0,028+0,052=0,08
=0,341*10*0,08=0,3 Дж
Вывод: Экспериментально значение момента инерции 0,00094 0,000043
получилось больше теоретического 0,0007 0,000013 вследствие того, что в расчётах не учитывалось сила трения. Но
- величина, которая показывает на сколько завышена экспериментальные значения момента инерции и заодно доказывает верность расчётов.