Изучение законов вращательного движения на маятнике Обербека, Определение отношения теплоемкостей газа методом адиабатического расширения, Изучение закона Ома - файл n1.doc

приобрести
Изучение законов вращательного движения на маятнике Обербека, Определение отношения теплоемкостей газа методом адиабатического расширения, Изучение закона Ома
скачать (93.2 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc105kb.04.06.2011 13:15скачать
n2.doc96kb.10.06.2011 09:44скачать
n3.doc104kb.05.06.2011 20:11скачать
Победи орков

Доступно в Google Play

n1.doc



Работа 1.3

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

НА МАЯТНИКЕ ОБЕРБЕКА

Цель работы:   1) изучение кинематических и динамических характеристик вращательного движения;


2) экспериментальное определение момента инерции крестовины маятника Обербека и момента сил трения;

3) проверка справедливости закона сохранения (превращения) энергии механической системы.
Схема экспериментальной установки.




1 – ось вращения;



2 – стержень;
3 – груз-насадка;
4 – шкив;
5 – нить;
6 – блок;
7 – груз;
8 – линейка;
9 – секундомер

Расчетные формулы.




Мн = т(ga) R   ,


















,

где

Мн – момент силы натяжения нити, Н*м.,

m – масса груза, кг.,

g – ускорение свободного падения, м/с2,

a – ускорение, м/с2,

R – радиус шкива, м.,

h – высота расположения груза над полом, м.,

t – время, с.,

- угловое ускорение, с – 2,

– скорость груза, м/с.,

J – момент инерции крестовины маятника Обербека, кг*м2,

Mтр – момент сил трения, Н*м.,

- угловая скорость вращения крестовины, с -1,

- угол поворота крестовины маятника Обербека.
Результат измерения диаметра и радиуса шкива:

D = 1,7 * 10-3 м. R = 0,85 * 10-3 м.

Согласно рекомендациям h =0,95 м.


Проведение измерений и обработка результатов.


Номер опыта

т, кг

t, c

а, м/с2

Мн , Нм

 , с – 2

1

0,16

t1 = 13,48

t2 = 13,40

t3 = 14,01

0,0102

0,0013

12,0

t = 13,63

2

0,18

t1 = 12,42

t2 = 12,81

t3 = 12,28

0,0122

0,0015

14,3

t = 12,50

3

0,2

t1 = 12,07

t2 = 11,72

t3 = 12,40

0,0131

0,0017

15,4

t = 12,06

4

0,22

t1 = 11,28

t2 = 11,15

t3 = 10,75

0,0155

0,0018

18,2

t = 11,06

5

0,24

t1 = 11,01

t2 = 10,83

t3 = 10,94

0,0159

0,0020

18,7

t = 10,93

6

0,26

t1 = 9,95

t2 = 10,64

t3 = 9,,97

0,0183

0,0022

21,5

t = 10,19










 =

0,0105

100,1



Пример расчета средней величины времени:


Пример расчета ускорения:


Пример расчета момента силы натяжения нити:


Пример расчета углового ускорения:




График зависимости углового ускорения от момента силы натяжения нити.

Обработка экспериментальной зависимости  н) с использованием графического способа.

Поскольку угловое ускорение обращается в нуль при Мн = Мтр , то момент сил трения будет равен: Мтр = 0,0001 (Н*м).
Расчет значения момента инерции крестовины маятника Обербека.


Расчет скорости груза (по данным опыта №1).


Расчет угловой скорости вращения.


Расчет угла поворота крестовины маятника Обербека в момент падения груза на пол.


Расчет значения левой и правой частей уравнения закона сохранения энергии.






Окончательный результат:

Выводы:

Угловое ускорение крестовины маятника Обербека зависит от момента силы натяжения нити, и эту зависимость можно выразить уравнением основного закона динамики вращательного движения.

Момент инерции крестовины маятника Обербека рассчитывается при условии действия момента силы натяжения нити и вращения маятника с угловым ускорением.

Экспериментально на маятнике Обербека доказана справедливость закона сохранения энергии механической системы.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации