Лабораторная работа26

Министерство образования РФ

Государственный университет цветных металлов и золота

Кафедра физики

Лабораторная работа № 3

Проверка основного уравнения динамики вращательного движения с помощью маятника Обербека.

Студенты группы ГО-05-1

Преподаватель:

Красноярск 2008 г.

Цель работы: убедиться в справедливости основного уравнения динамики вращательного движения.

Оборудование: маятник Обербека, набор грузов, секундомер, штангенциркуль.

Краткие теоретические сведения

Маятник Обербека представляет собой крестовину, состоящую из двух стержней, прикреплённых ко втулке с осью. Два лёгких шкива с различными радиусами насажены на ось вращения маятника. На один из шкивов наматывается нить, к концу которой прикрепляется груз. Под действием груза нить разматывается и приводит маятник в равноускоренное движение. Наша система состоит из маятника, момент инерции которого примем за I₀ и четырёх грузиков, общий момент инерции которых обозначим за I₁. Тогда момент инерции системы с насаженными на стержни грузиками будет равен

Отсюда момент инерции грузиков

Для любой вращающейся системы выполняется основной закон динамики вращательного движения

ускорение , с которым вращается тело вокруг закреплённой оси, прямо пропорционально результирующему моменту сил и обратно пропорционально моменту инерции тела .

Угловое ускорение связано с линейным ускорением опускающегося груза соотношением

где - радиус шкива. Линейное ускорение находится из формулы пути для равноускоренного движения

где - высота опускания груза, - время его опускания.

Вращающий момент равен произведению силы на плечо . .

Из уравнения движения груза по второму закону Ньютона имеем

Далее получаем .

В итоге рабочая формула будет выглядеть так

Ход работы

Маятник без грузов						Система с грузами
№	h	m	t	a	I0	t	a	I	I1
1 2 3	м	кг	с	м/с^2	Кг*м^2	с	м/с^2	Кг*м^2	Кг*м^2
	1.2 1.2 1.2	44.7 107.7 126.7	7 5 4	0.05 0.10 0.15		12 7.5 5	0.02 0.04 0.10
Сред- нее