- •Сборник методическИх указанИй к лабораторным работам
- •Часть I: механика и молекулярная физика
- •Исследование косого удара о наклонную плоскость
- •Теоретическая часть
- •Закон сохранения полной механической энергии
- •Неупругое соударение тел
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Упругий удар шаров
- •Теоретическое описание.
- •Оборудование: стойка с двумя грузами (шарами), повешенными на бифилярном подвесе.
- •Порядок выполнения работы
- •Список использованных источников
- •Изучение скорости пули с помощью баллистического маятника
- •Теоретическое описание
- •Закон сохранения полной механической энергии
- •Закон сохранения импульса
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Измерение скорости пули с помощью физического маятника
- •Теоретическое описание.
- •Правило правого винта.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Изучение скорости пули с помощью вращающейся платформы.
- •Теоретическое описание
- •Закон сохранения полной механической энергии
- •Закон сохранения момента импульса
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение вращательного движения
- •Т Рис.1еоретическое описание
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение моментов инерции методом колебаний
- •Т Рис.1еоретическое описание
- •1. Определение Jc – момента инерции стержня относительно оси симметрии.
- •2 Рис.3. ОпределениеJa момента инерции стержня относительно оси, перпендикулярной ему и проходящей через конец.
- •Момент инерции
- •Терема Штейнера
- •Порядок выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Закон сохранения полной механической энергии
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний
- •Описание лабораторной установки.
- •Порядок выполнения работы
- •Краткие теоретические сведения
- •1. Момент инерции плоской прямоугольной пластины относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно ее плоскости.
- •2. Момент инерции плоской треугольной пластины относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно ее плоскости.
- •Контрольные вопросы
- •Определение коэффициента трения качения
- •Т Рис.1еоретическое описание
- •Закон сохранения полной механической энергии.
- •Закон изменения механической энергии.
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Определение силы трения скольжения
- •Теоретическое описание
- •Закон сохранения полной механической энергии
- •Закон изменения механической энергии.
- •Терема Штейнера
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Изучение колебаний пружинного маятника
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Описание установки
- •Теоретическое описание Гармонические колебания.
- •Затухающие колебания.
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Определение показателя адиабаты методом Клемана и Дезорма
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
- •Определение коэффициента поверхностного натяжения воды методом отрыва кольца
- •Оборудование. Описание установки
- •Порядок выполнения работы.
- •Теоретическое описание.
- •Контрольные вопросы.
- •Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Cтокса
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Теоретическое описание.
- •Контрольные вопросы.
- •Список использованных источников.
- •Определение длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха
- •Содержание отчета
- •Теоретическое описание.
- •Контрольные вопросы.
- •Список использованных источников.
Порядок выполнения работы
1. Вращая маятник за спицы A, намотать нить на шкивBи поднять грузCмассой m, указанной на нем, на максимально возможную высотуh.
2. Измерить время падения груза. Придерживая одной рукой маятник за любой из стержней, другой коснуться головки секундомера. Одновременно нажать головку секундомера и отпустить стержень маятника. В момент удара груза о подставку снова нажать на головку секундомера, остановив его. По секундомеру отсчитать tпадения груза. Опыт повторить 5 раз, беря одно и то жеh. Определить среднее время< t >падения груза. Подсчитать вращающий моментMzпо формуле (4) и угловое ускорениепо формуле (2), измерить линейкойh,r= 2 см – радиус шкиваB, на который намотан шнур.
3. То же самое проделать, добавляя к грузу перегрузки (масса каждого перегрузка указана на нем).
Содержание отчета
Данные измерений и вычислений занести в таблицу.
m, кг |
t, с |
< t>, с |
ε, с-2 |
Mz, Н·м |
|
|
|
|
|
| ||||
| ||||
| ||||
| ||||
|
|
|
|
|
| ||||
| ||||
| ||||
| ||||
|
|
|
|
|
| ||||
| ||||
| ||||
|
Построить график зависимости (Mz).
Определить по графику (см. рис.2):
а) момент инерции крестовины = ......... кгм2;
б) момент силы трения Mтр = ......... Нм,
модуль которого равен отрезку ОД.
Контрольные вопросы
1. Описать маятник Обербека.
2. Записать законы и уравнения движения для груза и маятника Обербека.
3. Как практически на маятнике Обербека можно изменить момент инерции и момент сил? От чего зависит время движения груза?
4. Дать определение угловому ускорению и моменту сил. Как определить модуль и направление углового ускорения, момента силы, вращающего маятник?
5. На рисунке представлены два графика зависимости углового ускорения от момента инерции при постоянных моментах М внешних сил. Какой из этих моментов больше?
Список использованных источников.
1.Савельев И.В. Курс общей физики. т.1. М:Наука, 1986.- гл.III, §29, гл.V, § 38, 39.
Лабораторная работа №5
Определение моментов инерции методом колебаний
Цель работы: экспериментально определить момент инерции однородного стержня относительно двух параллельных осей, результат сопоставить с теоремой Штейнера.
Т Рис.1еоретическое описание
В данной работе методом колебаний определяем моменты инерции стержня относительно оси, проходящей через центр масс, Jc, и относительно параллельной ей оси, проходящей через конец стержня,JA. Для определения момента инерцииJcнаблюдаем малые колебания стержня на бифилярном подвесе (рис.1,2). Для определения момента инерции стержняJAнаблюдаем малые колебания, подвесив его за конец (рис.3).
З
Рис.2
(1)
где 0– угловая амплитуда;T– период колебаний. Так как работой сил трения пренебрегаем, то полная механическая энергия стержня остается неизменной. При прохождении положения равновесия стержень обладает только кинетической энергией:, где– максимальная угловая скорость.
При отклонении стержня от положения равновесия на максимальный угол его полная механическая энергия (потенциальная) U = mgh, гдеh– максимальная высота поднятия центра масс стержня.
Запишем закон сохранения энергии
(2)
Формулы (1) и (2) позволяют найти момент инерции J, если измерен на опыте период колебанийT.