Порядок выполнения работы. Определение скорости монтажного патрона с помощью баллистического крутильного маятника».

Лабораторная работа №5

Определение скорости монтажного патрона с помощью баллистического крутильного маятника».

Выполнил:

Студент I курса группы ВИ 327

Нестеренко Александр

Проверил:

Бородина Евгения Григорьевна

Старухин Анатолий Николаевич

Порядок выполнения работы.

1. Установить грузы 1,2 на расстоянии r­­₁ от оси вращения, при котором они максимально удалены от оси вращения.

2. Прозрачный корпус установить так, чтобы маятник занял нулевое положение.

3. Вложить патрон в пружинное устройство.

4. Вытолкнуть патрон из пружинного устройства.

5. Измерить максимальный угол φ ₁ маятника.

6. Включить миллисекундомер. Нажать кнопки «Сброс».

7. Отклонить маятник на угол φ₁ и свободно отпустить его. Миллисекундомер _начнёт отсчет времени колебаний маятника.

8. Нажать кнопку «Стоп», когда счетчик покажет девять колебаний, записать время десяти полных колебаний t₁ в таблицу 5.1.

Повторить п.п. 7,8 еще четыре раза. Результаты занести в таблицу 5.1.

9. Установить грузы на расстояние r­­₂ , при котором они максимально приближены к оси вращения. Выполнить п.п. 3-8 для расстояния r­­₂ .

10. Вычислить по формуле (5.8) скорость монтажного патрона для пяти измерений.

11. Оценить абсолютную погрешность вычисления скорости по разбросу пяти значений (табл. 5.1).

r = 0,12 м , m = 3.5 г, M = 0,193 кг Таблица 5.1

№ п.п	r1 =0,09 м	r2 =0,02 м	ν
φ	t1	T1	φ2	t2	T2
град	Рад	С	град	Рад	с	м/с

Погрешность.

Таблица 5.2

№	Xi	Xi-∑xi	(Xi-∑xi)2	S(x), ∆x
				S(x)= ,   ∆x=S(x)*(0,95),
			∑(Xi-∑xi)2=	S(x)=
n=5	∑xi =		n(n-1)=20	∆x=
X=∑xi ∆x=

Контрольные вопросы.

1. Дать определение момента импульса твердого тела относительно точки и относительно неподвижной оси.

Ответ:

Момент импульса материальной точки относительно некоторого начала отсчёта определяется векторным произведением её радиус-вектора и импульса:

где — радиус-вектор частицы относительно выбранного неподвижного в данной системе отсчёта начала отсчёта, — импульс частицы.

2. Дать определение момента инерции твердого тела относительно неподвижной оси.

Ответ: Моментом инерции механической системы относительно неподвижной оси («осевой момент инерции») называется величина J_a, равная сумме произведений масс всех n материальных точек системы на квадраты их расстояний до оси:

,

где:

· m_i — масса i-й точки,

· r_i — расстояние от i-й точки до оси.

3. Сформулировать уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси.

Ответ: Основное уравнение динамики вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной оси имеет вид:

,

где - суммарный момент внешних сил, действующих на тело, относительно оси вращения;

- производная от момента количества движения;- момент количества движения твёрдого тела относительно оси вращения, - угловая скорость вращения тела, - момент инерции тела относительно данной оси вращения, равный сумме моментов инерции материальных точек , находящихся на кратчайшем расстоянии относительно этой оси.

4. Сформулировать закон сохранения момента импульса и закон сохранения энергии.

Ответ: Закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы тел относительно любой неподвижной точки не изменяется с течением времени.

Закон сохранения энергии:Энергия может переходить из одного вида в другой, может перходить от одного тела к другому, но общий запас механической энергии остается неизменным.

5. Сформулировать теорему Штейнера.

Ответ:

Теорема Штейнера: Момент инерции I относительно произвольной оси равен сумме момента инерции I₀ относительно оси, параллельной данной и проходящей через центр масс тела, и произведения массы тела m на квадрат расстояния d между осями :