Учебные наглядные пособия:

Демонстрации:

1. Переход потенциальной энергии в кинетическую энергию и обратно

Подготовка и проведение опыта

Для этого опыта использовать маятник Максвелла. Колесо подвесить на двух нитях на оси. Затем закрутить колесо и следить за тем, чтобы витки нити плотно прилегали друг к другу. Закрутив нити до конца, колесо отпустить – оно раскручивается, затем закручивается….

2.Работа и энергия. 1ч., вуз, ч-б., 1979г.;DVD– фильм

Работа силы. Принцип интегрирования. Примеры. Механическое движение. Кинетическая энергия как мера механического движения. Условие сохранения кинетической энергии. Потенциальная энергия. Переход кинетической энергии в потенциальную и обратно. Движение в потенциальных полях. Независимость силы тяжести от пути. Влияние сил трения на механическое движение. Закон сохранения и превращения энергии.

Раздел: Физические основы механики Лекция № 5 Механика твердого тела

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

10. Момент силы. Второй закон Ньютона для вращательного движения.

11. Момент инерции материальной точки.

12. Момент импульса. Закон сохранения импульса.

Краткое содержание лекционного материала

12. Момент силы. Второй закон Ньютона для вращательного движения.

– момент силы.

Угловая скорость, угловые ускорения для всех точек будут одинаковы.

Задача: разобьем тело на nмикрообъем (маленькие кубики), предположим, что масса такого микрообъема. При вращении кубика получится окружность. Запишем для этого объема второй закон Ньютона:. Обе части помножим наR_i, получим:, просуммируем=>– второй закон Ньютона для вращательного движения или основной закон динамики вращательного движения.

Угловое ускорение, с которым вращается тело прямо пропорционально моменту сил (М), действующих на тело и обратно пропорционально моменту инерции тела (I).

2.

Пример: определение момента инерции реального тела – лома.

Разобьем лом на элементарные отрезки:

– момент инерции стержня относительно оси, проходящей через один из его концов.

3. Закон сохранения момента импульса

Основной закон динамики для вращательного движения – ,, – момент количества движения (момент импульса)

– вторая форма записи основного закона динамики для вращательного движения.

Если система замкнутая, то М=0, тогда .

Пример: человек с гантелями, крутящийся на колесе Жуковского.

Учебные наглядные пособия:

Демонстрации:

1. Закон сохранения момента количества движения

Подготовка и проведение опыта

На скамью укрепить табуретку так, чтобы центр табуретки совпадал с осью вращения скамьи. Скамью привести во вращение, когда человек держит груз на вытянутых в сторону руках. Если человек поднесет грузы к груди, то угловая скорость вращения возрастает.

2. Демонстрация вращения тел правильной геометрической формы

Подготовка и проведение опыта

Предлагаемая демонстрация рекомендуется при рассмотрении расчета моментов инерции сил тел. В этой демонстрации предлагается шесть тел правильной геометрической формы с каждым из этих тел можно провести определенный опыт. Всего предлагается 6 опытов:

Опыт 1:Вращение диска относительно оси, проходящей в плоскости диска вдоль его диаметра (крышка капроновая).

Опыт 2:Вращение шара относительно оси, проходящей через его центр (кондуктор).

Опыт 3:Вращение диска относительно оси, проходящей перпендикулярно его плоскости через край диска (диск медный).

Опыт 4:Вращение стержня относительно оси, проходящей перпендикулярно стержню через его край (стержень металлический в формешвеллера).

Опыт 5:Вращение конуса относительно оси, проходящей через его центр перпендикулярно основанию.

Опыт 6:Вращение диска относительно оси, проходящей перпендикулярно его плоскости через центр диска (волчок).

Опыт 7:Вращение стержня относительно оси, проходящей перпендикулярно стержню через его центр (рычаг-линейка демонстрационная).