Физика Казанцев К-304-2(2) Л-3 — копия
.doc
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственно бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет
имени Т.Ф. Горбачева»
Кафедра физики
Отчет
по лабораторной работе № 2 (K-304.2)
«Определение параметров движения твёрдых тел на основе законов сохранения»
Выполнил: Бизин.А.С. ГПс-131
Преподаватель: Фофанов А.А
-
Дата
Подпись
Допуск
Отчет
1)Цель работы: а) определение основных кинематических и динамических характеристик и проверка законов вращательного движения; б) определение момента инерции тела с применением законов сохранения момента импульса и механической энергии.
Схема установки:
2.Рисунок:
На рис.1А)
dV– бесконечно малый объём массой dm;
r– расстояние от объёма dV до оси вращения.
На рис.1Б)
– длина стержня;
– ширина стержня.
На рис.2А)
h-высота
-скорость шарика;
-начальная угловая скорость стержня;
– длина стержня;
– ширина стержня;
На рис.2Б)
Lст-момент импульса стержня;
Lш -момент импульса шарика
3)Основные расчетные формулы:
1.Момент инерции тела:
dV – бесконечно малый объём массой dm;
r – расстояние от объёма dV до оси вращения;
– плотность вещества в том месте, где взят объём.
2.Момент инерции для однородного прямоугольного стержня:
mст– масса стержня;
– длина стержня;
– ширина стержня.
3.Скорость шарика перед ударом:
h-высота.
4.Момент импульса системы (шарик-стержень):
t- время;
-момент сил.
5.Закон сохранения момента импульса в проекции на осьOZ:
J-момент инерции;
-начальная угловая скорость вращения.
6.Закон сохранения механической энергии:
- кинетическая энергия шарика перед ударом;
- кинетическая энергия вращающегося стержня после удара;
- кинетическая энергия шарика после удара.
7.Выражение для момента инерции стержня:
-начальная угловая скорость вращения;
v-скорость.
8.Начальная угловая скорость вращения:
N-число оборотов от начала вращения до полной остановки;
t- время вращения.
9.Основное уравнение динамики вращательного движения:
– угловое ускорение стержня;
-момент силы трения;
J-момент инерции.
10.Момент силы трения в оси:
J-момент инерции;
-начальная угловая скорость вращения.
11.Работа всех сил:
N-число оборотов;
-момент силы трения.
12. Относительное расхождение моментов инерции:
Jэ-экспериментальное значение момента инерции стержня;
Jт-теоретическое значение момента инерции стержня.
Таблица 1
Результаты измерения времени и числа оборотов стержня
и расчета кинематических величин шарика и стержня
№ п/п |
t |
|
|
|
r |
|
|
|
с |
с |
об |
об |
м |
м/с |
с–1 |
с–2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
3 |
|
|
||||||
4 |
|
|
||||||
5 |
|
|
Таблица 2
Расчет динамических величин шарика и стержня
Jэ |
Jт |
|
Lш |
Lст |
|
|
|
|
кг · м2 |
кг · м2 |
% |
кг · м2/с |
кг · м2/с |
Дж |
Дж |
Н · м |
Дж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод:
Бизин А.С. ГПс-131 |
|