Задание

1. Продумать ход и наметить план эксперимента (объект исследования задается преподавателем).

2. Подготовить форму отчета.

3. Провести измерения.

4. Рассчитать плотность и ее погрешность.

5. Оформить отчет

Порядок выполнения работы

Определение плотности жидкости

Взвесить:

1. Твердое тело на проволоке (в воздухе)

2. Твердое тело на проволоке (в дистиллированной воде)

3. Твердое тело на проволоке (в исследуемой жидкости).

Определение плотности твердого тела

Взвесить:

1. Твердое тело без проволоки

2. Твердое тело с проволокой

3. Твердое тело с проволокой в дистиллированной воде

Контрольные вопросы

1. На каком физическом законе основан метод гидростатического взвешивания? Вывести основную формулу этого закона.

2. Почему при вычислении плотности вводится поправка на воздух.

3. Можно ли при гидростатическом взвешивании вместо дистиллированной воды брать другую жидкость? Почему?

4. Будут ли изменятся величины поправок при взвешивании одного и того же тела на Земле, на Луне, на Марсе и Венере?

5. Вывести формулу определения непоправленной и поправленной плотности твердого тела методом гидростатического взвешивания.

6. Вывести формулу определения непоправленной и поправленной плотности жидкости методом гидростатического взвешивания.

Лабораторная работа № 7 изучение динамики поступательного и вращательного движения на установке

“МАШИНА АТВУДА”

Цель: Определение ускорения поступательного движения грузов на машине Атвуда, момента сил трения в подшипнике, работы сил трения при движении грузов, времени запаздывания при срабатывании фрикциона.

Теоретические основы работы

Лабораторная установка, называемая машиной Атвуда, предназначена для изучения динамики поступательного и вращательного движения, закона сохранения механической энергии.

Машина Атвуда (рис.7.1) состоит из двух грузов одинаковой массы m, связанных нерастяжимой нитью. Нить перекинута через блок, укрепленный на кронштейне. Массой нити можно пренебречь. Если поместить на один из грузов перегрузок массой m₀, то система придет в движение. Сменный блок может быть легким (m_бm) или иметь массу m_б, сопоставимую по порядку величины с массой m. Груз с перегрузком поднимают на высоту h (см. рис. 7.1) и затем отпускают. Измеряется время движения груза с высоты h.

Поступательное движение грузов и перегрузка можно описать с помощью второго закона Ньютона. Для левого груза закон в проекции на ось 0у дает

(7.1)

для правого груза с перегрузком получаем соответственно

(7.2)

Для случая m_бm имеет место равенство Т₁= Т₂= Т. В этом случае решение системы уравнений (7.1), (7.2) дает значение ускорения а_т, с которым движутся грузы m и m+m₀:

(7.3)

Если ускорение свободного падения неизвестно, то значение можно определить из кинематических соображений.

Уравнение движения груза в проекции на ось 0у имеет вид

.

С учетом начального условия (0=0) получим

. (7.4)

Если блок имеет массу m_б, соизмеримую с массой грузов (массивный блок), то его движение можно описать, используя основное уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси. Для установки, изображенной на рис.7.1, уравнение динамики вращательного движения относительно оси 0z, перпендикулярной плоскости листа и направленной "от нас", принимает вид

-М_тр - Т₂R_б + Т₁R_б =  I (7.5)

Здесь М_тр- момент сил трения; R_б- радиус блока; I- момент инерции блока относительно оси вращения 0z.