Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
9
PAGE 8
Федеральное агентство по образованию РФ
ТУСУР
Кафедра физики
ОТЧЕТ
Лабораторная работа по курсу общей физики
Динамика вращательного движения. Маятник Обербека.
Преподаватель: Студенты гр 365-2:
______Кириллов А.М. ______Грудачев Д.А.
______Балковой Н.Н.
<__>________ 2005 г. ______Асочаков В.Р.
Томск 2005
Целью данной лабораторной работы является экспериментальное исследование зависимости углового ускорения от конструктивных параметров маятника, а именно: от момента инерции привесок. Установление такой связи позволяет косвенно проверить основные законы динамики поступательного и вращательного движения.
В качестве экспериментальной установки в данной работе используется маятник Обербека.
Маятник Обербека:
1-барабан
2-стержень
3-привеска
4-стопорный винт
5-нить
6-блок
7-груз
8-чашечка
Установим все 4 привески на минимальном расстоянии от оси барабана и зафиксируем их винтами. Вращая маховик, поднимаем груз и запомним его положение для того, чтобы в каждом опыте начальная точка движения груза было одной и той же. Измерим время падения груза t на пол.
Переместим привески вдоль стержней на несколько сантиметров дальше от оси вращения (на одинаковые расстояния). Повторяем, до тех пор, пока положение привески не будет на самом конце стержней.
, (2.1)
, (2.2)
где - момент инерции ненагруженного маятника;
I - суммарный момент инерций привесок.
, (2.3)
где h – высота падения груза.
, (2.4) , (2.5)
где k – угловой коэффициент прямой линии .
, (2.6)
где b – положительный свободный член в зависимости .
, (2.7)
где k – угловой коэффициент прямой линии ;
- приращение аргумента (длина произвольного отрезка по оси I);
- соответствующее приращении функции.
. (2.8)
, (2.9)
где - общая погрешность изменения времени;
- систематическая погрешность косвенного измерения времени;
- случайная погрешность измерения времени.
, (2.10)
где - общая погрешность косвенного измерения квадрата времени.
3 Результаты работы и их анализ
Результаты экспериментальной зависимости времени падения груза от момента инерции привесок приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – экспериментальная зависимость времени падения груза от момента инерции привесок
|
Номер Опыта |
Прямые измерения |
Косвенные измерения |
Примечания |
||
|
r |
t |
I |
|||
|
см |
с |
Кг, |
|||
|
1 |
mгр =1 |
||||
|
2 |
|||||
|
3 |
|||||
|
4 |
|||||
|
5 |
|||||
|
6 |
|||||
|
7 |
|||||
|
8 |
h – высота падения груза;
m0 – масса одной привески;
Используя формулу (2.8) найдем I:
I1=4*0,142*484=274,9 кг*см2
I2=216 кг*см2
I3=170 кг*см2
I4=154,6 кг*см2
I5=117,8 кг*см2
I6=75,1 кг*см2
I7= 27,8 кг*см2
I8= 9,1 кг*см2
По формуле (2.7) определим угловой коэффициент для прямой.
Δ(I)= I1 – I2 = 274,9 – 216 = 58,9 (кг*см2) =58,9*10- 4 кг*м2
По формуле (2.10) определим абсолютные погрешности для :
σ(t2)1=2*0,2*13,79=5,9 с2
σ(t2)8=2*0,2*5,57=2,2 с2
σ(t2)ср=4,05 с2
Из формулы (2.5) найдём Мт:
Н/м
Используя данные таблицы 3.1 и результаты расчета погрешностей, строим график зависимости от I.
Из формулы (2.2) найдём I0:
График, построенный на основании обработанных данных экспериментальных измерений показал, что квадрат времени зависит от момента инерции линейно, также момент инерции зависит от конструктивных параметров маятника: от момента инерции привесок.
200
150
100
50
160
140
120
100
80
60
40
20
180
200
I,кг*см2
t2,с2
8
7
mg
5
2
1
3
4
Т1
Т2
6