2. Порядок выполнения работы
1. Установить на лабораторный комплекс ЛКМ-3 тяжелый стержень с отверстиями, как показано на рисунке. Стержень закрепить на штыре шкива стойки (использовать среднее отверстие). Для устранения паразитных колебаний на ось шкива надеть пластмассовую втулку-фиксатор, прижимающую стержень к шкиву.
2. Включить электропитание установки.
Схема установки на лабораторном
комплексе с маятником Обербека
3. На большой шкив стойки (R = 26 мм) намотать нить (не менее 2 полных оборотов) и на конце нити закрепить подвеску с грузом (согласно заданию).
4. Переключатель «Период» выставить в положение «1» – измерение времени одного оборота шкива , переключатель «Измерения» в положение «Однократные» – для измерения времени первого оборота.
5. Расположить зазор фотодатчика напротив положения «0» на отсчетной шкале шкива стойки. Установку зазора фотодатчика «на ноль» следует контролировать по светодиодному индикатору №2; свечение индикатора свидетельствует о правильной установке.
6. Нажать кнопку «Готов», для обнуления таймера.
7. Отпустить шкив и зафиксировать значение на цифровом табло, эксперимент повторить дважды, результаты занести в табл. 1.
8. Переключатель «Период» выставить в положение «2» – измерение времени двух оборотов шкива стойки , переключатель «Измерения» – в положение «Однократные».
9. Повторить пункты 3, 5, 6, 7. Заполнить табл. 1, выполнив необходимые расчеты.
10. Изменить массу груза на подвеске (согласно заданию), повторить пункты с 3 по 6. Отпустить шкив, зафиксировать значение на цифровом табло. Эксперимент повторить, среднее значение по двум исследованиям занести в табл. 2.
11. Заполнить табл. 2, выполнив необходимые расчеты.
12. Построить графики зависимостей углового ускорения и угловой скорости от величины массы подвешенного груза.
3. Содержание отчета
1. Название, цель, материальное обеспечение лабораторной работы.
2. Теоретические положения. Основные характеристики вращательного движения.
3. Схема установки на лабораторном комплексе ЛКМ-3 маятника Обербека (см. рисунок).
3. Результаты измерений и расчетов, занесенные в табл. 1, 2.
4. Формулы и расчетные значения согласно методике расчета.
5. Графические зависимости по данным табл. 2.
6. Выводы по лабораторной работе.
Таблица 1. Проверка равнопеременного вращения маятника
№ п/п |
Время поворота шкива на угол 2π |
Время поворота шкива на угол 4π |
Контроль |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Таблица 2. Исследование углового ускорения маятника
Масса подвески с грузом m, кг |
0,05 |
0,07 |
0,09 |
0,11 |
0,13 |
0,15 |
Время первого оборота τ, с |
|
|
|
|
|
|
Угловое ускорение β, с-2 |
|
|
|
|
|
|
Угловая скорость ω, с-1 |
|
|
|
|
|
|
Момент инерции I, кг·м2 |
|
|
|
|
|
|
Работа сил тяжести А, Дж |
|
|
|
|
|
|
Энергия вращательного движения W, Дж |
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какое движение называют вращательным?
2. От чего зависит величина угловой скорости? Единицы измерения угловой скорости.
3. Оказывает влияние величина подвешенного груза на значение угловой скорости?
4. Что называют моментом инерции?
5. От чего зависит величина углового ускорения? Единицы измерения углового ускорения.
6. При каком условии вращение тела вокруг неподвижной оси считается равнопеременным?
7. Что называют механической работой?
8. От чего зависит величина энергии вращательного движения?