ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ
Кафедра «Общая и теоретическая физика»
Леванова Н.Г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №13
КИНЕМАТИКА ВРАЩЕНИЯ ТВЁРДОГО ТЕЛА
Тольятти 2007
Содержание |
|
Цель работы........................................................................................................................................ |
3 |
Оборудование..................................................................................................................................... |
3 |
Этапы выполнения лабораторной работы....................................................................................... |
3 |
Литература для предварительной подготовки ................................................................................ |
3 |
Описание экспериментальной установки........................................................................................ |
3 |
Программа эксперимента.................................................................................................................. |
4 |
Краткие теоретические сведения...................................................................................................... |
5 |
1. Кинематика вращения диска.................................................................................................... |
5 |
2. Основные понятия, законы и формулы кинематики вращательного движения................. |
6 |
Контрольные вопросы ....................................................................................................................... |
7 |
2
Цель работы
Определение угловых скорости и ускорения вращения твёрдого тела.
Оборудование
•секундомер,
•штангенциркуль,
•линейка,
•грузы.
Этапы выполнения лабораторной работы
1.тест по теории и методике данного эксперимента, рассчитанный на 15 мин;
2.эксперимент и заполнение бланка отчёта в электронном виде, рассчитанные на 1 ч. Допуск к последующему этапу осуществляется только по выполнении предыдущего этапа.
Для успешного выполнение лабораторной работы вы должны знать и уметь:
• отвечать на контрольные вопросы в конце этого пособия;
• рассчитывать ускорение и скорость;
• рассчитывать среднее значение и его ошибку для величины, измеряемой в эксперименте;
• рассчитывать погрешность величины, определяемой по формуле;
• работать на компьютере в EXEL (иметь минимальные навыки).
Литература для предварительной подготовки
1. И.В. Савельев. Курс общей физики. том 1. Любое издание. Главы I, IV.
Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка состоит из диска 1, который может вращаться в горизонтальной плоскости. Для увеличения момента инерции на диск устанавливаются грузы 2. На шкив 3 наматывается нить, перекинутая через блок 5. К нити привязан груз 4.
3
Программа эксперимента
1.Определить штангенциркулем диаметр шкива на диске.
2.Установить на диск грузы той массы, которая будет указана в электронном бланке отчёта во время эксперимента. Также по указанию в этом бланке подвесить соответствующий груз на нить, намотанную на шкив.
Определение линейных скорости и ускорения равноускоренного движения
3.Намотать нить на шкив таким образом, чтобы груз находился над полом на высоте h, указанной в бланке отчёта.
4.Отпустив груз, определить время падения t1.
5.Повторить 10 раз процедуры 3-4.
6.По полученным данным определить среднее время падения и его ошибку.
7.Рассчитать значения линейных ускорения a и скорости V в момент падения по формулам
(1) и (2) (ниже) для среднего значения t1, оценить их ошибки, учитывая ошибки всех величин входящих в эти формулы. (При этом можно использовать средства EXEL).
Определение угловых скорости и ускорения равноускоренного вращения
8.Повторить пункты 3.-5., только вместо измерения времени падения t1 следует измерять время t2, за которое круг оборачивается на полных 3 оборота после момента падения груза на пол.
9.По полученным данным определить среднее значение t2 и его ошибку.
10.Рассчитать угловую скорость ω по формуле (5), оценить её ошибку.
11.Используя эту угловую скорость и время падения груза (средние значения), определить угловое ускорение β, с которым вращался диск в момент падения груза (формула (6)).
12.Проверьте насколько хорошо, с учётом ошибок найденных значений, выполняются связи между линейными и угловыми скоростями и ускорениями (формулы (3)).
4