Описание лабораторной установки. 1.1. Освоение экспериментального метода определения момента инерции тела с массой, равномерно р

Выполнение работы

Подготовка к работе

Цель работы

И МОМЕНТА СИЛ ТРЕНИЯ В ОПОРЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ

1.1. Освоение экспериментального метода определения момента инерции тела с массой, равномерно распределённой относительно оси вращения, и момента сил трения в опоре.

1.2. Ознакомление с методом оценки силы натяжения нити «в рывке».

Прочитать в учебниках следующие параграфы: [1] – §§ 3.4, 4.1 – 4.3, [2] – §§ 13, 16 – 18, [3] – §§ 35, 36. Для выполнения работы студент должен знать: а) законы динамики поступательного и вращательного движения и закон изменения энергия; б) уметь пользоваться измерительными приборами.

Лабораторная установка представляет собой маховик с валом, на котором подвязана нить с грузом (рис. 4.1).

Нить наматывается на вал до тех пор, пока нижнее основание груза не поднимется до уровня соответствующего координате . Механическая энергия груза в этом состоянии (начальная скорость ) равна его потенциальной энергии , механическая энергия рассматриваемой системы равна

.

Предоставим грузу возможность опускаться. Через время нить полностью разматывается, нижнее основание груза достигает координаты , скорость груза и угловая скорость махового колеса с валом принимает свои максимальные значения

;(4.1)

. (4.2)

В точке с координатой груз на мгновение останавливается, а маховое колесо продолжает вращаться в ту же сторону. Это приводит к тому, что происходит переброс нити на валу, и груз начинает подниматься вверх. Пренебрегая изменением угловой скорости за время, в течение которого маховое колесо поворачивается на угол, равный π, (и направление скорости движения груза изменяется на противоположное) можно оценить время переброса нити на валу (время «рывка» груза):

. (4.3)

При движении груза вверх маховое колесо вращается замедленно, и через время маховое колесо и груз останавливаются. Нижнее основание груза при этом имеет координату , и механическая энергия системы при этом равна

. (4.4)

Дата добавления: 2014-12-16