Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


А. Измерение углового ускорения в режиме разгона



1. Включить прибор клавишей «Вкл.».

 

2. Нажать клавишу «Сброс».

 

3. Тумблер «Отсчет» поставить в верхнее положение.

 

4. Одновременно с клавишей «Разгон» нажать клавишу «Измерение» и удерживать ее в нажатом положении.

 

5. Отпустить клавишу «Измерение», когда счетчик импульсов будет показывать 400-500 импульсов.

 

6. Записать в таблицу 1 показания секундомера и счетчика импульсов.

Б. Измерение угловой скорости вращения диска

В режим равномерного вращения

7. Нажать клавишу «Сброс».

 

8. Через 3-4 мин, после того как вращение диска станет равномерным, сделать первое измерение угловой скорости. Для этого нажать клавишу «Измерение» и удерживать её в таком состоянии до тех пор, пока на счетчике импульсов не будет значение 100-500 импульсов.

 

9. Отпустить клавишу «Измерение» и записать в таблицу 1 показания секундомера и счетчика импульсов.

 

10. Нажать клавишу «Сброс».

 

11. Записать в таблицу 1 показания секундомера и счетчика импульсов

В. Измерение углового ускорения в режиме торможения

 

12. Тумблер «Отсчет» поставить в нижнее положение.

 

13. Обнулить показания секундомера и счетчика импульсов, для чего нажать клавишу «Сброс».

 

14. Нажать клавишу «Измерение» и удерживать её в нажатом положении до полной остановки диска. При этом диск замедляет свое вращение.

 

15. Записать в таблицу 1 показания счетчика импульсов и секундомера.

 

Г. Общие указания

16. Повторить действия по пунктам 2 - 15 ещё 3 раза.

 

17. Выключить прибор.

 

 

Обработка результатов измерений

1. По формуле (19) рассчитать и занести в таблицу 1 значения ускорения в режиме разгона.

 

2. По формуле (20) рассчитать и занести в таблицу 1 значения угловой скорости равномерного вращения.

 

3. По формулам (21) и (23) рассчитать и занести в таблицу 1 значения ускорения в режиме торможения ε 1 и ε 2. Сопоставить эти значения.

 

4. Рассчитать погрешности измерения величин ε, wo, ε 1 и ε 2. Учесть, что абсолютная приборная погрешность измерений времени с помощью электронного секундомера, равна единице младшего разряда показания прибора, а абсолютная погрешность измерений числа импульсов DN=1.

 

Таблица 1

 

 

№ о п ы т а Тумблер «Отсчет» в верхнем положении Тумблер «Отсчет» в нижнем положении
Разгон Равномерное вращение Торможение
t1 N1 e = pN1/t12 № набл.   t2 N2 wo = pN2/(2t2) t3 N3 e1 = - wo/t3 e2 = - pN3/t32
                         
                         
                         
                     

 

Задача 2. Определение момента инерции диска методом вращения

 

Приборы и принадлежности: вертикальный диск, грузы, линейка, штангенциркуль, секундомер.

 

Описание лабораторной установки и методики измерений

 

На рис.2 представлена схема экспериментальной

    К D       C  
установки, где К – диск, D- скрепленный с диском шкив, на который наматывается нить с грузом С.

 

Под действием силы тяжести груз С опускается, приводя во вращение шкив D и связанный с ним диск К.

Уравнения, описывающие движение системы без учета сил трения, имеют вид:

ma = mg – T, (24 а)

 

Je = T× r, (24 б)

a = e× r, (24 в)

 

 

 

 

Рис. 2

 

где: m - масса груза С;

J - суммарный момент инерции диска К и шкива D;

g – ускорение свободного падения;

Т – натяжение нити;

r – радиус шкива D.

Из системы уравнений (24 а) – (24 б) следует:

 

. (25)

 

Ускорение груза при опускании его из состояния покоя на растояние h под действием силы тяжести определяется из равенства:

 

или . (26)

 

Из соотношений (24) и (25) следует расчетная формула для момента инерции:

 

. (27)

 

Порядок выполнения работы и обработки результатов измерений

 

1. Пять раз измерить r - радиус внутренней канавки шкива D, данные занести в таблицу 2.

 

2. Измерить расстояние h, на которое перемещается груз С; данные занести в таблицу 2.

 

3. Секундомером измерить время t движения груза С. Начальная масса груза m1. Измерения провести 5 раз. Данные занести в таблицу 2.

 

4. Повторить опыты для различных масс груза С: m2, m3, m4 (значения масс указаны на грузах).

 

5. Рассчитать средние значения величин r, h, и их абсолютные погрешности по методике обработки результатов прямых измерений.

 

 

 

Таблица 2

 

 

  m, кг № набл.   ri, м `rср, м hi, м h ср, м ti, с `tср, с Dt, с J, кг× м2 , кг× м2
  1-я серия наблю- дений                    
     
     
     
     
  2-я серия наблю- дений                    
     
     
     
     
  3-я серия наблю- дений                    
     
     
     
     

 

 

6. По формуле (27) рассчитать среднее значение момента инерции для каждой серии опытов. Для этого в формулу поставлять средние значения величин m, r, h, t,

Затем рассчитать среднее для всех серий значение J и абсолютную погрешность измерения. этой величины. Окончательный результат представить в виде с указанием единицы измерения.

Контрольные вопросы.

1. Что такое момент инерции тела, от чего зависит его значение?

 

2. Сравнить основные характеристики поступательного и вращательного движений.

 

3. Чему равны моменты инерции сплошного диска, кольца, тонкого обруча?

 

4. Вывести закон сохранения момента импульса, привести примеры.

 

Литература

 

1. Савельев И.В. Курс физики: Учебник в 3-х томах. Т.1: Механика. Молекулярная физика. М., - Наука, 1989. - 352 с.

 

  1. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов. 6-е изд. стер. – М., Высшая школа, 1999. – 542 с.

 

 

Лабораторная работа № I – 4


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-31; Просмотров: 890; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.038 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь