- •Фгоу впо «калининградский государственный технический университет»
- •2. Понятие энергии. Общефизический закон сохранения энергии
- •3. Понятие механической энергии и работы силы. Закон сохранения механической энергии
- •4. Понятие о потерях механической энергии и коэффициенте полезного действия (к.П.Д.) машины. Расчёт машины Обербека
- •4.1. Потери механической энергии и работа непотенциальных сил. К.П.Д. Машины
- •4.2. Расчёт к.П.Д. Машины Обербека при опускании груза
- •4.3. Расчёт к.П.Д. Машины Обербека при подъёме груза
- •4.4. Дополнительные расчёты и сравнительный анализ идеальной и реальной машины Обербека
- •5. Порядок выполнения работы
- •5.1. Экспериментальная часть
- •5.2. Обработка результатов
- •6. Вопросы для проверки (примерные)
- •Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия вблизи поверхности Земли
5.2. Обработка результатов
5.2.1. По данным табл.1 найти среднее значение времени спуска tк и показаний шкалы линейки <h*> при подъёме каждого груза.
5.2.2. Вычислить погрешность измерения времени спуска (для каждого груза), учитывая только случайную статистическую ошибку. Значения tk и t занести в табл.2.
5.2.3. Найти высоту h1 подъёма каждого груза:
<h1>= h - <h*>
и погрешность этого измерения, принимая, что начальный отсчёт h имеет постоянную ошибку h = 0,1 см. Погрешности измерения h* найти для каждого груза, учитывая случайную статистическую ошибку и систематическую ошибку шкалы пр= 0,1 см (ошибкой округления здесь пренебрегаем). Значения h1 и h1 занести в табл.2.
При расчёте погрешностей руководствоваться методическими указаниями №100.
Таблица 2
масса
t(c), h1(м) |
m1 |
m2 |
m3 |
m4 |
<tк> |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
<h1> |
|
|
|
|
h1 |
|
|
|
|
5.2.4. Используя формулы из раздела 4.2, вычислить момент инерции стержневой части машины Jр, средние скорости грузов , средние кинетические энергии грузовТгр, вращающейся части машины Твр и полную кинетическую энергию Тк для моментов спуска грузов с высоты Н. Рассчитать потенциальные энергии По. Занести результаты этих расчётов в табл. 3.
Таблица 3
Масса, г м/с,Т, Аs, к.п.д., П(Дж) |
m1 |
m2 |
m3 |
m4 |
|
|
|
| |
Тгр |
|
|
|
|
Твр |
|
|
|
|
Тк |
|
|
|
|
По |
|
|
|
|
Аs |
|
|
|
|
к.п.д. |
|
|
|
|
5.2.5. Найти потери энергии As и к.п.д. машины при опускании грузов. Результаты занести в табл.3.
5.2.6. Используя формулы из раздела 4.3 и данные таблиц 2 и 3, найти потери энергии Аs1 и к.п.д. машины при подъёме грузов. Результаты занести в табл. 4.
Таблица 4
Масса, г к.п.д., А s1(Дж) |
m1 |
m2 |
m3 |
m4 |
A s1 |
|
|
|
|
к.п.д. |
|
|
|
|
5.2.7. Построить графики (рис.4) зависимостей к.п.д. и кинетической энергии Тк по данным о спуске грузов (см. табл.3).
5.2.8. Вычислить время спуска и скорость в конце спуска каждого груза для идеальной машины Обербека при условии отсутствия потерь энергии (см. подраздел 4.4). Для сравнения с данными опыта составить таблицу 5.
Таблица 5
t(c), м/с |
Масса
|
m1 |
m2 |
m3 |
m4 |
о п |
tк |
|
|
|
|
ы т
|
|
|
|
|
|
р а с |
t0k |
|
|
|
|
ч ё т |
|
|
|
|
|
5.2.9. Для одного из грузов (по указанию преподавателя) найти погрешности определения скорости в конце спуска. Сравнить результаты определения скорости с учётом найденной погрешности.
5.2.10. Для этого же груза найти погрешность измерения коэффициента полезного действия (к.п.д.) машины Обербека.