Описание установки. Установка представляет собой систему, состоящую из двух шкивов (радиус r1 и r2), закреплённых на одной оси 00

Установка представляет собой систему, состоящую из двух шкивов (радиус r₁ и r₂), закреплённых на одной оси 00, и четырёх спиц, на которых закреплены грузы одинаковой массы m₁. Грузы можно перемещать вдоль спиц, закрепляя их на разных расстояниях R от оси. Вся система может приводиться во вращательное движение посредством опускания гири массой m, прикреплённой к шнуру, который намотан на один из шкивов (рис. 3)

Поворачивая всю систему рукой, мы будем наматывать шнур на шкив и тем самым поднимем гирю m на высоту h.

В начале опыта, когда мы удерживаем систему в неподвижном состоянии, а гиря находится наверху, нить натянута силой тяжести этой гири. Но как только мы прекратим удерживать систему, гиря начинает равноускоренно падать с ускорением , где h - высота падения груза, t - время падения. При этом возникает сила . В результате сила натяжения шнура будет равна разности двух сил: где g - ускорение силы тяжести.

Результатирующая сила F приводит во вращение всю систему. Вращательный момент этой силы равен

, (1)

а с учётом основного уравнения динамики вращательного движения (I) и выражения для ε, и получаем:

(2)

где r -расстояние от линии действия силы до оси вращения, - момент инерции системы. Таким образом, измеряя h и t, можно определить a, ε, М и : ;

; ; , (3)

где =0,007 кг.м² – момент инерции спиц, 4m₁R² - момент инерции четырёх грузов m₁.

Рис. 3

Дата добавления: 2014-11-16