- •Пермский государственный технический университет
- •Содержание
- •Список литературы
- •Обработка результатов измерений на примере задачи определения обьема цилиндра
- •Теоретические сведения
- •Погрешности прямых измерений
- •Погрешности косвенных измерений
- •Порядок обработки результатов измерений Прямые измерения
- •Косвенные измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Определение высоты цилиндра
- •Определение объема цилиндра
- •Маятник обербека
- •Краткие теоретические сведения
- •Момент инерции тела относительно оси
- •Момент силы относительно оси
- •Момент импульса тела относительно оси вращения
- •Основной закон динамики для вращательного движения
- •Описание установки и метода определения момента инерции
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Физический маятник
- •Краткие теоретические сведения
- •Описание установки и метода определенияинерции тела
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование электростатических полей
- •Сведения из теории
- •Моделирование электрического поля и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение эдс источника тока компенсационным методом
- •Сведения из теории
- •Принцип работы потенциометра
- •Порядок выполнения работы
- •Определение магнитной индукции в межполюсном зазоре прибора магнитоэлектрической системы
- •Сведения из теории
- •Принцип действия прибора магнитоэлектрической системы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец ньютона
- •Сведения из теории
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Определение цены деления окулярной шкалы
- •Определение радиуса кривизны линзы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение явления дифракции света с помощью дифракционной решетки
- •Сведения из теории
- •Принцип Гюйгенса – Френеля
- •Метод зон Френеля
- •Дифракция Фраунгофера на одной щели.
- •Дифракционная решетка
- •Характеристики дифракционной решетки
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Определение длины световой волны лазерного луча
- •Определение ширины щели
- •Контрольные вопросы
- •Исследование фотоэлементов
- •Сведения из теории
- •Фотоэлементы с внешним фотоэффектом
- •Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом
- •Вольт-амперные и люкс-амперные характеристики фотоэлементов
- •Применение фотоэлементов
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •1. Предельные приборные погрешности некоторых приборов
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Пример обработки результатов прямого измерения
- •Пример обработки результатов косвенного измерения
- •5. Основные величины и единицы си
- •10. Некоторые физические постоянные
Маятник обербека
Цель: познакомиться с динамическими характеристиками вращательного движения твердого тела, а также с использованием основного закона динамики вращательного движения.
Приборы и принадлежности: маятник Обербека, секундомер, мерительная линейка, штангенциркуль.
Краткие теоретические сведения
Момент инерции маятника в данной работе определяется из основного уравнения динамики вращательного движения твердого тела. Динамическими характеристиками вращательного движения тела являются: момент инерции тела относительно оси, момент силы относительно оси, момент импульса тела относительно оси вращения.
Момент инерции тела относительно оси
Пусть имеется твердое тело. Выберем некоторую прямую ОО (рис.2.1), которую будем называть осью (прямая ОО может быть и вне тела).
Ii = miri2. (2.1)
Моментом инерции (МИ) тела относительно оси (ОО) называется сумма произведений масс элементарных участков тела на квадрат их расстояния до оси:
I = .(2.2)
Как видно, момент инерции тела есть величина аддитивная - момент инерции всего тел относительно некоторой оси равен сумме моментов инерции отдельных его частей относительно той же оси.
В данном случае =. Измеряется момент инерции в кгм.
Так как
mi = Vi (2.3)
где - плотность вещества; V- объем -i - го участка, то
I =
или, переходя к бесконечно малым элементам,
I = (2.4)
Формулу (2.4) удобно использовать для вычисления МИ однородных тел правильной формы относительно оси симметрии, проходящей через центр масс тела. Например, для МИ цилиндра относительно оси, проходящей через центр масс и параллельно образующей цилиндра, эта формула дает
,
где m - масса; R - радиус цилиндра.
Большую помощь при вычисления МИ тел относительно некоторых осей оказывает теорема Штейнера: МИ тела I относительно любой оси равен сумме МИ этого тела Iс относительно оси, проходящей через центр масс тела и параллельно данной, и произведения массы тела на квадрат расстояния d между указанными осями:
I = Iс+ m d2. (2.5)
Момент силы относительно оси
Моментом силы относительно оси ОО называется вектор, определяемый равенством
(2.6)
Модуль этого вектора M = FrSin=Fb. Иногда поэтому говорят, что момент силыотносительно оси - этопроизведение силы на ее плечо.
Если сила направлена произвольно, то ее можно разложить на две составляющие:и(рис. 2.2,б), т.е.,, где- составляющая, направленная параллельно оси ОO, алежит в плоскости, перпендикулярной оси. В этом случае под моментом силыотносительно оси ОО понимают вектор
. (2.7)
В соответствии с выражениями (2.6) и (2.7) вектор направлен вдоль оси (cм. рис.2.2, а).