- •Методичні вказівки
- •До лабораторних робіт з фізикИ
- •Механіка. Молекулярна фізика
- •Частина 2
- •16.2 Порядок виконання роботи ........……………………………….. 127
- •14 Лабораторна робота № 5. Вивчення основного закону динаміки обертального руху
- •14.1 Опис устаткування та методу вимірювання
- •14.2 Порядок виконання роботи № 5.1
- •14.3 Порядок виконання роботи № 5.2
- •14.4 Порядок виконання роботи № 5.3
- •14.5 Порядок виконання роботи № 5.4
- •14.6 Порядок виконання роботи № 5.5
- •14.7 Опис устаткування та методу вимірювання роботи № 5.6
- •14.8 Порядок виконання роботи № 5.6
- •Контрольні запитання
- •Рекомендована література
- •16 Лабораторна робота № 6. Перевірка теореми штейнера
- •16.1 Опис пристрою та методу вимірювання
- •16.2 Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •18 Лабораторна робота № 7. Визначення величини співвідношення теплоємностей Cp/Cv для газів
- •18.1 Опис пристрою та методу вимірювання
- •18.3 Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Рекомендована література
- •Інструкція з охорони праці № 129 при виконанні робіт в лабораторії кафедри фізики
- •1 Загальні положення
- •2 Вимоги безпеки перед початком роботи
- •3 Вимоги безпеки під час виконання робіт
- •4 Вимоги безпеки після закінчення роботи
- •5 Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях
14.4 Порядок виконання роботи № 5.3
МЕТА РОБОТИ: визначити момент iнерцiї 4-х вантажів, які знаходяться на стержнях маятника, динамічним та теоретичним методами.
ПРИЛАДИ: хрестоподібний маятник, секундомір, штангенциркуль, лінійка.
ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ:
- Визначити динамічним методом момент iнерцiї чотирьох вантажів, які знаходяться на стержнях маятника.
- Визначити момент інерції чотирьох вантажів .
- Розрахувати відносну похибку та півширину довірчого інтервалу.
1. Виміряти один раз діаметр великого шківа маятника, знайти r.
2. Виміряти відстань R від осі обертання до центру ваги вантажів т,
які знаходяться на стержнях маятника.
3. Одночасно ввімкнути секундомір і повернути догори держак гальма Верхній зріз вантажу m0 повинен бути нижче обруча маятника.
4. Коли розмотається шнур зі шківу, вимкнути секундомір. Записати показання секундоміра у таблицю 14.5.
5. Виміряти висоту h падіння вантажу.
6. Повторити 4 рази виміри часу t згідно пунктам 3÷4.
7. Розрахувати момент інерції маятника І за (14.9).
8. Визначити динамічним методом момент інерції 4 вантажів Ів., які
знаходяться на стержнях маятника.
(14.12)
де І0 = 4,1510-2 кгм2, k – поправочний коефіцієнт (к= 0,98).
9.Обчислити теоретично момент інерції 4 вантажів за формулою
(14.13)
де – середнє арифметичне 4 вантажів.
10. Виходячи з (14.9), обчислити відносну похибку . При цьому півширину довірчого інтервалуr і h визначити за формулою для одиничного вимірювання, m0 та g – як для табличних величин, а для t обчислити за допомогою серiї з 5 вимірювань.
Для штангенциркуля – = 0,05 мм, v = 0,05 мм; лiнiйки – =1 см,
v = 0,5 см; секундоміра – = 0,1 с.
Таблиця 14.5
№ |
t, c |
, с |
m0 , кг |
r, м |
h, м |
R, м |
, кг |
І, кгм2 |
Ів, кгм2 |
,кгм2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
| |||||||||
3 |
| |||||||||
4 |
| |||||||||
5 |
|
Обчисливши I/I, знайти півширину довірчого інтервалу I.
Результати обчислень похибок занести у таблицю 14.6.
Таблиця 14.6
|
с |
с |
Півширина довірчого інтервалу |
| ||||||
tс |
hм |
rм |
m0 кг |
g м/с2 |
кгм2 | |||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
| |||||||
3 |
|
|
| |||||||
4 |
|
|
| |||||||
5 |
|
|
| |||||||
|
|
Примітка: т0 = 0,5 кг, т1 = 0,592 кг, т2 = 0,591 кг, т3 = 0,575 кг, т4 = 0,592 кг.
14.5 Порядок виконання роботи № 5.4
МЕТА РОБОТИ: визначити кутове прискорення та моменти iнерцiї маятника при різних значеннях мас вантажів, які закріплені на стержнях маятника і постійному моменті сили.
ПРИЛАДИ: хрестоподібний маятник, штангенциркуль, секундомір, лiнiйка, комплект змінних вантажів, які закрiпленi на стержнях маятника.
ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ:
- Розрахувати моменти iнерцiї I та кутове прискорення при різних значеннях мас вантажів закріплених на стержнях маятника.
- Побудувати графік залежності .
- Обчислити відносну похибку та півширину довірчого інтервалу.
1. Виміряти один раз діаметр великого шківа маятника, знайти r.
2. Виміряти відстань R від вісі обертання до центру ваги вантажів т які знаходяться на стержнях маятника.
3. Одночасно ввімкнути секундомір і повернути догори держак гальма Верхній зріз вантажу m0 повинен бути нижче обруча маятника.
4. Коли розмотається шнур зі шківа, вимкнути секундомір. Записати показання секундоміра у таблицю 5.1.
5. Виміряти висоту h падіння вантажу.
6. Повторити 4 рази виміри часу t згідно пунктам 3÷4.
7. Зняти із стержнів перший комплект вантажу m1.
8. Взяти із запасного блоку другий комплект вантажів m2 і встановити їх на тій же відстані R на якій знаходились вантажі m1.
9. Виміряти час падіння вантажу m0 один раз згідно пунктам 3 ÷ 4.
10. Потім використовуючи третій комплект вантажів ma і виконати вимірювання згідно пунктам 3 ÷ 8. Після вимірювань устаткування привести у початковий стан. Дані вимірювань занести до таблиці 14.7.
11. Розрахувати кутове прискорення за (4) , використавши середнє для перших 5 вимірювань, а потім для наступних вимірюваньt.
12. Обчислити момент інерції I маятника за формулою
, (14.14)
де І0 = 4,610-2 кг/м2,– середнє арифметичне з 4-х вантажів.
13. Розрахувати значення .
14. Згідно з (14.4), обчислити відносну похибку . При цьому півширину довірчого інтервалуівизначити за формулою для одиничного вимірювання, аза серією перших 5 вимірювань.
Для штангенциркуля – = 0,05мм,v = 0,05мм; лiнiйки – = 1см,v = 0,5см; секундоміра – = 0,01с.
Обчисливши , знайти півширину довірчого інтервалу. Результати обчислень похибок занести у таблицю14.8.
15. Побудувати графік залежності , відкладаючи на осі абсцис, а на вісі ординат.
Примітка: т11 = 0,6 кг, т12 = 0,593 кг, т13 = 0,592 кг, т14 = 0,594 кг, т21 = 0,298 кг, т22 = 0,288 кг, т23 = 0,307 кг, т24 = 0,298 кг, т31 = 0,158 кг, т32 = 0,161 кг, т33 = 0,168 кг, т34 = 0,158 кг,
Таблиця 14.7
№ |
t, c |
кг |
r, м |
h, м |
R, м |
с-2 |
І |
Примітка | |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Виміри з першим комплектом вантажів, |
2 |
| ||||||||
3 |
| ||||||||
4 |
| ||||||||
5 |
| ||||||||
6 |
|
|
|
|
|
друг. комп. | |||
7 |
|
|
|
|
|
трет. комп. |
Таблиця 14.8
№ |
,с |
, с |
Півширина довірчого інтервалу. |
| ||||
, с |
, м |
, м | ||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
| |||||
3 |
|
|
| |||||
4 |
|
|
| |||||
5 |
|
|
| |||||
|
|