Методика эксперимента и обработка результатов измерений. Задание 1: определение расчетного значения момента инерции и ускорения центра тяжести маятника Максвелла.
Задание 1: определение расчетного значения момента инерции и ускорения центра тяжести маятника Максвелла.
1. Рассчитайте для трех сменных колец теоретическое значение момента инерции маятника Максвелла по формуле:
, (6.8)
где – момент инерции оси маятника, м – радиус оси, кг – масса оси; – момент инерции диска маятника, м – радиус диска, кг – масса диска; – момент инерции кольца маятника, м – радиус кольца, – масса кольца , – значение ширины кольца. С помощью штангенциркуля измерить ширину колец в пяти разных местах и найти среднее значение.
2. Рассчитайте для трех сменных колец теоретическое значение ускорения центра тяжести маятника по формуле:
, (6.9)
где – масса маятника.
Задание 2: определение экспериментального значения момента инерции и ускорения центра тяжести маятника Максвелла.
1. Зарисуйте таблицу 6.2.
2. Установите нижний кронштейн с фотодатчиком в крайнее нижнее положение шкалы так, чтобы плоскость кронштейна, окрашенная в синий цвет, совпала с одной из рисок шкалы. Проведите регулировку положения основания при помощи регулировочных опор так, чтобы диск на бифилярном подвесе находился в центре окна фотодатчика, при этом ось маятника должна занимать горизонтальное положение. При помощи визира на шкале вертикальной стойки определите ход маятника .
Таблица 6.2
, | ||||||
3. Нажмите кнопку «СЕТЬ» секундомера. При этом должны включиться табло индикации и электромагниты. Вращая маятник по часовой стрелке, зафиксировать его в верхнем положении при помощи ближнего к стойке электромагнита, при этом необходимо следить за тем, чтобы нить наматывалась на ось виток к витку.
4. При нажатии кнопки «СТАРТ» на секундомере элекромагниты должны отключиться, маятник начнет раскручиваться, таймер будет производить отсчет времени, а в момент пересечения маятником оптической оси фотодатчика отсчет времени прекратится. Показания секундомера занесите в таблицу 6.2.
5. Испытания 2 – 4 провести пять раз для трех сменных колец, и определить среднее значение времени . Все полученные результаты занесите в табл.6.2.
6. Определите экспериментальные значения момента инерции и ускорения центра тяжести маятника по формулам (6.6) и (6.7).
7. Рассчитайте погрешность измеренных значений момента инерции и ускорения центра тяжести маятника.
8. Сравните теоретические значения момента инерции и ускорения центра тяжести маятника с полученными опытным путем. Сделайте выводы.
Контрольные вопросы
1. Что называется плоскопараллельным движением тела?
2. Из каких двух движений складывается сложное движение маятника? Опишите их.
3. Докажите, что маятник совершает движение с постоянным ускорением центра масс.
4. Дайте определение момента инерции. Выведите выражения для моментов инерции диска, кольца.
5. Сформулируйте закон сохранения механической энергии. Запишите его в применении к маятнику Максвелла.
6. Выведите рабочую формулу (6.7).
7. Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 597;