Закон сохранения полной механической энергии.
Полная механическая энергия консервативной системы, находящейся в стационарном потенциальном поле, постоянна. Если работа сил стационарного поля над частицей не зависит от пути, пройденного частицей, а зависит только от начального и конечного положения частицы, то такие силы называются консервативными, а поле потенциальным.
Закон изменения механической энергии.
Приращение механической энергии частицы равно работе неконсервативных сил.
Порядок выполнения работы
1. Поставить колебательную систему на металлические пластинки из одного металла так, чтобы она не касалась стенок прорези, а стрелка показывала нуль.
2. Задать начальное
отклонение (амплитуду)
= 40 мм. Определить время t для n
полных колебаний (n=10), амплитуду
n-го колебания и величину периода
по формуле T=t/n. Повторить измерения
5 раз. Начальная амплитуда
должна быть одинаковой. Данные измерения
занести в табл.1 и вычислить средние
значения
и
.
3. Измерения повторить для пластинок из двух других металлов и данные также занести в табл.1.
4. Подставляя средние значения и в формулы (9), (11), (12) и (13), определить логарифмический декремент затухания , момент инерции J, коэффициент пропорциональности k и коэффициент трения качения для каждой пары металлов (цилиндр-пластинка). Значения m, l и R даны на установке.
5. Сравнить полученные в трех опытах значения момента инерции J, вычислить его среднее значение < J >. Все данные занести в табл.2.
Таблица 1.
m =… кг, R =… м, l =… м, |AD| =… м, = … м.
Название материала |
|||||||||||
1. |
2. |
3. |
|||||||||
t, c |
n |
T, с |
, м |
t, c |
n |
T, с |
, м |
t, c |
n |
T, с |
, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= = |
= = |
= = |
|||||||||
Таблица 2.
1. |
2. |
3. |
||||||
θ1 |
J, кгм2 |
k1, c |
θ2 |
J, кгм2 |
k2, c |
θ3 |
J, кгм2 |
k3, c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ1, м |
|
δ2, м |
|
δ3, м |
|
|||
< J >=............ кгм2
Контрольные вопросы
1. Каков механизм возникновения момента сил трения качения?
2. Каков физический смысл коэффициента трения качения? В чем причина затухания колебаний системы?
3. Чему равен момент сил сопротивления качению, как он направлен?
4. Когда сохраняется и когда изменяется полная механическая энергия системы?
5. Что такое логарифмический декремент затухания?
6. Что такое динамическое уравнение затухающих колебаний?
7. Выведите расчетные формулы для определения момента инерции J (11) и коэффициента К (12).
Литература.
1.Савельев И.В. Курс общей физики. т.1. М:Наука, 1986.- гл.III, §21, 24, гл.VII, §53, 54
Лабораторная работа №8