( И  подставляются в (1.6) в радианах).

(7)

(8)

После расчета доверительной погрешности сравните значение , найденное по формуле (5) с усредненным экспериментальным значением по формуле (7). Их совпадение в пределах доверительной погрешности подтверждает закон сохранения и превращения энергии, который формулируется так: при любых процессах, происходящих в изолированной системе, ее полная энергия не изменяется. Потенциальная энергия шайбы израсходовалась на преодоление сил трения скольжения, т. е. перешла во внутреннюю энергию шайбы и плоскости скольжения, увеличив их температуру.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Докажите, что путь, проходимый телом после скатывания с наклонной плоскости, не зависит от массы тела.

2. Что называется изолированной системой?

3. Сформулируйте закон сохранения полной механической энергии.

4. Какие силы называются консервативными, диссипативными?

5. Как оценить, насколько нагреется шайба при скатывании с наклонной плоскости?

6. Как в технике уменьшают и увеличивают силу трения?

7. Подумайте, как распределяется выделяющееся при трении тепло между шайбой и поверхностью скольжения? Как оценить, насколько нагреется шайба при скатывании с наклонной плоскости?

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная физика. - М.: Наука. 1982. Т.15.

2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - М.: Наука, 1971. - С.53-57.

3. Александров Н.В., Яшин А.Я. Курс общей физики. Механика. - М.: Просвещение, 1978. -С.82-92.

4. Гусев Г.В., Буркова Л.А. Учебное пособие. Обработка и анализ результатов лабораторного физического эксперимента. - СПб.: СПГУТД, 1995.

Составитель проф. К.Г.Иванов

Лабораторная работа № 25 экспериментальная проверка теоремы гюйгенса-штейнера

Цель работы: экспериментальная проверка теоремы Гюйгенса-Штейнера с помощью физического маятника.

Описание теоретической части работы

Физический маятник - твердое тело, которое может вращаться под действием своей силы тяжести mg вокруг неподвижной горизонтальной оси О, не проходящей через центр тяжести тела (рис.1) и называемой осью качания маятника.

d











c

o

mg



Рис. 1

Центр тяжести маятника совпадает с его центром масс С. Точка О пересечения оси качания маятника с вертикальной плоскостью, проходящей через центр тяжести маятника и перпендикулярной оси качания, называется точкой подвеса маятника. Если силами трения в подвесе маятника можно пренебречь, то момент относительно оси качания маятника создает только его сила тяжести mg. При отклонении маятника на угол  эта сила создает момент, численно равный mgd sin и стремящийся повернуть маятник в положение равновесия. В этом случае основной закон динамики для вращательного движения запишется

, (1)

где  - угол поворота маятника вокруг оси качания из положения равновесия, d = ОС - расстояние от центра масс маятника до оси качания, J -момент инерции маятника относительно той же оси, m - масса маятника. При малых колебаниях маятника sin   и уравнение движения маятника запишется

, (2)

т.е. в отсутствие трения малые колебания физического маятника являются гармоническими:

, (3)

где ₀ - амплитуда колебаний угла , а

, - (4)

циклическая частота и период малых колебаний физического маятника соответственно.