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
Изучение плоского движения твердого тела
с помощью маятника максвелла
Приборы н принадлежности: маятник Максвелла, миллисекундомер, набор сменных колец.
Цель работы- ознакомление со сложным движением твердого тела на примере маятника Максвелла, определение моментов инерции тел, а также проверка закона сохранения энергии.
Краткая теория. Маятник Максвелла представляет собой однородный диск, насаженный на цилиндрический вал радиуса На вал виток к витку наматываются две нити, концы которых прикреплены на кронштейне. Поскольку радиус вала r пренебрежимо мал по сравнению с длиной нити, моментом силы тяжести относительно точки А можно пренебречь. Следовательно, можно считать, что центр масс системы движется строго. Движение диска происходит под действием трех сил: силы тяжести mg и двух сил натяжения нитей Т.
Описание экспериментальной установки.
Экспериментальная установка, представленная на рис. 2, состоит из вертикальной стойки 1, на которой закреплены два кронштейна - верхний 2 и нижний 3. На верхнем кронштейне смонтированы: электромагнит4,устройство для крепления и регулировки длины нитей подвеса, а также фотоэлектрический датчик, подающий сигнал начала отсчета времени. Нижний кронштейн может перемещаться вдоль вертикальной стойки и закрепляться в любом положении. На кронштейне 3 укреплен фотоэлектрический датчик 5, подающий сигнал окончания отсчета времени на миллисекундомер 9. Маятник Максвелла представляет собой однородный диск 8, насаженный на цилиндрический вал 6. На диск насаживается съемное кольцо 7. Маятник подвешивается на двух прочных нитях, концы которых прикреплены к верхнему кронштейну.
Порядок выполнения работы
1. Насадить на диск съемное кольцо.
2. Установить нижний кронштейн так, чтобы кольцо не задевало корпуса, но пересекало световой луч фотодатчика.
3. Нажать клавишу СЕТЬ. При этом загораются лампочки фотоэлектрических датчиков, цифровые индикаторы, а также включается электромагнит.
4. Вращая маятник и следя за тем, чтобы нити наматывались на вал виток к витку, зафиксировать его в верхнем положении при помощи электромагнита.
5. Нажать кнопку СБРОС. При этом цифровые индикаторы должны показывать нули.
6. Нажать клавишу ПУСК. При этом цепь электромагнита разомкнется, и маятник придет в движение.
7. Остановить маятник и записать время падения в табл. 1.
8. Отжать клавишу ПУСК и проделать п. 4-7 не менее 5 раз.
9. Измерить с помощи штангенциркуля внешние диаметры вала, диска и кольца. Результаты записать в табл. 1.
10. Измерить при помощи шкалы, нанесенной на вертикальной стойке, высоту падения h.
11. Результаты измерений записать в таблицу.
Упражнение 1.Изучение плоского движения маятника Максвелла
Маятник Максвелла, применяемый в данной работе, состоит из составных элементов правильной геометрической формы -вала, диска и съемного кольца, сделанных из однородного материала.
Обработка результатов измерений
1.Провести статистическую обработку результатов измерений.
2. Вычислить по формуле (10) теоретическое значение ускорения системы при плоском движении.
3. Вычислить по формуле (11) экспериментальное значение ускорения системы.
4. Вычислить погрешности измерений.
5. Сравнить теоретическое и экспериментальное значения ускорений.
6. Сделать выводы.
Упражнение 2. Проверка закона сохранения механической энергии с помощью маятника максвелла
Если принять потенциальную энергию маятника в нижнем его положении за нулевую конфигурацию (W= 0), то в верхнем положении маятник будет обладать энергией
Обработка результатов измерений
1. Провести статистическую обработку результатов измерений.
2. Вычислить по формуле (15) экспериментальное значение момента инерции системы.
3. Рассчитать по формуле (16) теоретическое значение момента инерции системы.
4. Вычислить погрешности измерений.
5. Сравнить теоретическое и экспериментальное значения моментов инерции.
6. Сделать выводы.
ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
Лабораторная работа по физике по теме
Изучение плоского движения твердого тела
с помощью маятника максвелла
Выполнил:Cтудент
группы Ртэ 41-12 Архипов М.В
Проверил:
Христофоров
Чебоксары 2012
Вычисления и вывод