Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки

Таблица измерений и вычислений

№ пп d, мм m0, г Nm0   R, мм m, г mгр t, с Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru , с h, м e, рад/с M, Н×м J0, кг×м2 J, кг×м2
        2m           -
    2m0     2m              
    2m0     3m            
    4m0     2m              

1. Для всех четырех опытов по формулам (6) и (7) рассчитать угловое ускорение e и вращающий момент М.

2. По результатам первого опыта найти момент инерции маятника без грузов Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru .

3. По формуле (1) найти момент инерции маятника с грузами для опытов 2-4.

4. Аналитическую проверку выполнения основного закона динамики вращательного движения модно осуществить в двух вариантах.

Вариант 1

В первом варианте проверки остается неизменным момент инерции маятника (опыты 2 и 3), т.е. J2 = J3. Меняя грузы, движущиеся поступательно, мы тем самым изменяет момент силы Т, соответственно, изменяется и угловое ускорение маховика. Запишем уравнение динамики вращательного движения для этих опытов.

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru

Из этих уравнений следует, что

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru

Это соотношение и предлагается проверить в первой части работы.

Вариант 2

Во втором варианте проверки не изменяется масса поступательно движущегося груза (опыты 2 и 4). В приближении можно считать, что момент силы, действующей на маятник, также остается неизменным, т.е. М2 = М4. Момент инерции маятника в этих опытах различен из-за разного количества закрепленных грузов. Запишем уравнение динамики вращательного движения для этих опытов.

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru

Из этих уравнений следует, что

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru

Это соотношение проверяется во второй части работы.

Обработка результатов эксперимента при графическом способе проверки

Задание 1

Таблица измерений и вычислений

№ пп d, мм m0, г Nm0   R, мм m, г mгр t, с Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru , с h, м e, рад/с M, Н×м J0, кг×м2 J, кг×м2
        1m           -
        2m              
        3m            
    2m0     2m              
    4m0     2m              

1. Вычислить в опытах 1, 2, 3 (при неизменном моменте инерции) угловое ускорение e и вращающий момент М по формулам (6) и (7).

2. Построить график зависимости углового ускорения от вращающего момента Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru .

3. Определить по графику момент инерции маятника без грузов на спицах J0.

4. Вычислить в опытах 4, 5 угловое ускорение e и момент инерции J по формулам (6), (1).

5. По результатам опытов 2, 4, 5 (при неизменном моменте силы) построить график зависимости углового ускорения от момента инерции Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru .

6. По характеру графической зависимости сделать вывод о проделанной работе.

Задание 2

Таблица измерений и вычислений

№ пп d, мм m0, г Nm0   R, мм m, г mгр t, с Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru , с h, м e, рад/с M, Н×м J0, кг×м2 J, кг×м2
        1m           -
        2m              
        3m            
    2m0     3m              
    4m0     3m              

1. Вычислить в опытах 1, 2, 3 (при неизменном моменте инерции) угловое ускорение e и вращающий момент М по формулам (6) и (7).

2. Построить график зависимости углового ускорения от вращающего момента Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru .

3. Определить по графику момент инерции маятника без грузов на спицах J0.

4. Вычислить в опытах 4, 5 угловое ускорение e и момент инерции J по формулам (6), (1).

5. Проверить основной закон динамики вращательного движения в соотношениях:

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru (при Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru ),

Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru (при Обработка результатов эксперимента при аналитическом способе проверки - student2.ru ).

Контрольные вопросы

1. Виды движения твердого тела. Какое движение называется поступательным? вращательным?

2. Какие величины являются мерой инертности при поступательном и вращательном движении? Дайте их определение.

3. Сформулируйте теорему Штейнера.

4. Какие физические величины являются мерой воздействия при поступательном и вращательном движении?

5. Сформулируйте законы динамики поступательного и вращательного движения.

6. Ускорение при поступательном и вращательном движении. Угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематическими величинами.

7. Выведите расчетные формулы.

Лабораторная работа 2-2

Наши рекомендации