Выполнение работы

1. Грузы m₁ на маятнике Обербека (крестовине) закреплены на некотором одинаковом расстоянииRот оси вращения (рис.4).

2. Измерить расстояние Rот оси вращения до центра масс грузаm₁.

3. Намотать нить на шкив крестовины и последнюю придерживать рукой.

4. Подвесить к нити груз массой m(100, 200 или 300 гр) и совместить нижнюю часть груза с верхней меткой на стене.

5. Дать возможность грузу массой mопускаться. Измерить время движенияtгруза на расстоянииh = 0,5 мот верхней до нижней меток на стене.

6. Результаты измерений занести в таблицу 1.

7. Измерения провести при двух различных грузах массой mпо 3 раза с каждым приh=const.

8. По формулам 11, 12, 13 (см. ниже) по средним значениям «t» вычислить линейное ускорение «a», угловое ускорение «», вращающий момент «M», действующий на маятник

(12)

где r– радиус шкива, на который наматывается нить.

(13)

9. По формуле «14» высчитать момент инерции, найденный практически

J_практ = М /  (14)

10. Вычислить теоретически момент инерции «J_теорет» по формуле (15) и сравнить с результатомJ_практ, полученным в пункте 9 (формула 14).

(15)

Сравнивая J_практ = М/ ,найденный из основного уравнения динамики вращательного движения(= M/J), с его теоретическим значениемв работе проверяется справедливость основного уравнения динамики вращательного движения  = M/J.

11. Вычислить абсолютную по формуле (16) и относительную по формуле (17) погрешность измерений для одной из серий результатов.

Вычисление погрешностей

1) Абсолютная погрешность измерения практического значения момента инерции маятника Обербека:

, (16)

где .

2) Относительная погрешность измерения практического значения момента инерции маятника Обербека:

(17)

Таблица 1

Результаты измерений и вычислений

№	R, м	m, кг	t, с	м/с^2	a/r 1/с^2	M=m(g-a)r, Н^.м	кг^.м^2	кг^.м^2
1
2
3
Cр
4
5
6
Ср

m₁=154 г=0,154 кг– масса каждого груза на стержне,

m₂ =184 г=0,184 кг– масса каждого из 2-х стержней,

l =52 cм=0,52 м– длина стержня,

r =1 см=0,01м– радиус шкива,

g =9,8 м/с², h =0,5 м, h =1см=0,01м

Рисунок 4. Маятник Обербека

Контрольные вопросы

1. Перечислите величины, характеризующие кинематику вращательного движения, момент инерции и единицы его измерения.

2. Момент инерции различных тел (с выводом формул для стержня, тонкого кольца, тонкой сферы и др.).

3. Момент силы (векторная форма записи), направление и единицы его измерения.

4. Основное уравнение динамики вращательного движения.

5. Закон сохранения момента количества движения (привести примеры использования его на практике).

6. Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.

7. Центрифугирование.