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
Федеральное агентство по образованию
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра физики
Отчёт
Лабораторная работа по курсу физики
Изучение кинематики вращательного движения
Преподаватель: Студент группы 379-3
_______ _______Шиянов.Н.В
«__»_______2006 г.
Томск
2010 г.
Введение
Целью данной работы является изучение кинематики вращательного движения твёрдого тела на примере равноускоренного вращения маятника Обербека.
1.Описание экспериментальной установки и методики измерений
Маятник Обербека:
1-барабан
2-стержень
3-привеска
4-стопорный винт
5-нить
6-блок
7-груз
8-чашечка
9-кронштейн
10-стойка
Рис.1.1- схема экспериментальной установки
Методика эксперимента заключается в следующем.
Измеряется время оборота стержня вокруг оси. Сначала одного оборота, затем двух, трёх, четырёх, пяти. Определяются относительная и абсолютная погрешности. Всё следует к тому, чтобы с помощью графика доказать, что угол поворота маховика нарастает со временем прямопропорционально квадрату времени.
2. Основные расчётные формулы
, (2.1)
где угол поворота
угловое ускорение
время, затраченное на поворот
Из формулы 2.1 получим:
(2.2)
Формула для вычисления нормального ускорения:
, (2.3)
где нормальное ускорение
угловая скорость
радиус вращения
Формула для вычисления тангенсального ускорения:
, (2.4)
где тангенсальное ускорение
угловое ускорение
радиус вращения
Формула для вычисления полного ускорения:
(2.5)
Формула для вычисления угловой скорости:
, (2.6)
где угловая скорость
время
угловое ускорение
Формула для вычисления случайной погрешности:
, (2.7)
где истинное времени
среднее значение времени
число повторов опыта
Систематическая погрешность равна 0,2 с.
с
Абсолютная погрешность находится по формуле:
(2.8)
3. Результаты работы и их анализ
Таблица 3.1 Результаты измерения времени поворота маятника
|
№ измерения |
φ = 2π |
φ = 4 π |
φ = 6 π |
φ = 8 π |
φ = 10 π |
|||||
|
t,c |
t2,c2 |
t,c |
t2,c2 |
t,c |
t2,c2 |
t,c |
t2,c2 |
t,c |
t2,c2 |
|
|
1 |
4,17 |
17,39 |
5,54 |
30,69 |
7,18 |
51,55 |
8,06 |
64,96 |
9,32 |
86,86 |
|
2 |
4,57 |
20,88 |
5,87 |
34,46 |
7,19 |
51,69 |
8,17 |
66,75 |
8,96 |
80,28 |
|
3 |
4,05 |
16,4 |
5,98 |
35,76 |
7,56 |
57 |
7,91 |
62,57 |
9,26 |
85,75 |
|
4 |
4,19 |
17,55 |
5,99 |
35,88 |
7,1 |
50,41 |
8,31 |
69,05 |
9,38 |
88 |
|
5 |
4,59 |
21,07 |
6,3 |
39,69 |
6,87 |
47,2 |
8,53 |
72,76 |
9,47 |
89,48 |
|
Среднее значение |
4,31 |
18,66 |
5,94 |
35,3 |
7,18 |
51,57 |
8,2 |
67,22 |
9,28 |
86,11 |
Таблица 3.2 Расчет случайной погрешности t для первой точки
|
Номер измерения |
t,c |
Δt,c |
(Δt2),c2 |
|
1 |
4,17 |
0,14 |
0,02 |
|
2 |
4,57 |
0,26 |
0,07 |
|
3 |
4,05 |
0,26 |
0,07 |
|
4 |
4,19 |
0,12 |
0,0144 |
|
5 |
4,59 |
0,28 |
0,008 |
|
Среднее значение |
4,31 |
||
|
Номер измерения |
t,c |
Δt,c |
(Δt2),c2 |
|
1 |
9,32 |
0,04 |
0,0016 |
|
2 |
8,96 |
0,32 |
0,1 |
|
3 |
9,26 |
0,02 |
0,0004 |
|
4 |
9,38 |
0,1 |
0,01 |
|
5 |
9,47 |
0,19 |
0,04 |
|
Среднее значение |
9,28 |
Таблица 3.3 Расчет случайной погрешности t для последней точки
Производимые расчеты
Вычислим погрешности для первой и последней точек.
Погрешность для первой точки:
с
Погрешность для последней точки:
с
с
с
Вычислим угловое ускорение по формуле (2.1), где с2
Вычислим нормальное, тангенциальное и полное ускорение:
Рисунок 3.1 График зависимости угла поворота от времени
Рисунок 3.2 График зависимости угла поворота от квадрата времени
Заключение
Экспериментально доказана истинность уравнения кинематики равноускоренного вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси () на примере маятника Обербека.
6
Т2
Т1
4
3
1
5
mg
7
8
с
м/с2
м/с2
рад/с2
с