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 Ja, равная сумме произведений масс всех n материальных точек системы на квадраты их расстояний до оси:

,

где:

· mi — масса i-й точки,

· ri — 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 :

Наши рекомендации