Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФИЗИКА3 БОЛЬШЕ ГОТОВОГО1 / 1-st / Механика / 12 / Отчёт 12. Чернобай.doc
Скачиваний:
146
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
222.21 Кб
Скачать

Федеральное Агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе №12.

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение момента инерции твердых тел с помощью маятника

Максвелла

Выполнил: студент гр. ВД-05 /Симаков С.В/

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Доцент: ____________ /Чернобай В.И/

(подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2005 год.

Цель работы –изучение маятника Максвелла и определение с его помощью момента инерции твердых тел.

Краткое теоретическое обоснование.

В данной работе мы можем наблюдать такие процессы, как механические колебания, а также мы должны будем столкнуться с таким динамическим свойством тела как инерция.

1.Колебаниями - называются процессы (движения или изменения состояния), в той или иной степени, повторяющиеся во времени.

2.Маятник Максвелла: представляет собой однородный диск, через центр которого проходит металлический стержень. К концам этого стержня прикреплены две нити. Они тщательно, виток к витку, наматываются на стержень в направлении от его конца к диску. При освобождении маятника возникает поступательное движение вниз и вращательное вокруг оси симметрии. Вращение, продолжаясь по инерции в низшей точке движения (когда нити уже размотаны), приводит вновь к наматыванию нити на стержень, диск поднимается, и движение снова повторяется, т.е. возникают колебания.

Момент инерции тела:является мерой инертности тела при вращательном движении. Момент инерции твердого тела относительно произвольной оси равен сумме момента инерции относительно оси, параллельной данной и проходящей через центры масс тела, и произведения массы тела на квадрат расстояния между осями. Момент инерции тела зависит от материала формы и размеров тела, а также от распределения массы тела относительно оси вращения.

Инерция:свойства тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Движение по инерции:это движение тела, свободного от внешних воздействий.

3. Закон инерции (первый закон Ньютона):всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не заставит его изменить это состояния.

Момент инерции твердого тела в данной работе рассчитывается по формуле выведенной на основе закона сохранения энергии.

Закон сохранения энергии: Полная механическая энергия системы материальных точек, находящихся под действием только консервативных сил, остаётся постоянной.E=En=mgh- полная энергия маятника в начальном положении (при закреплении его на верхнем кронштейне), численно равная его потенциальной энергии.

E=Eк =Eкn+Eквр= 0,5mv2+ 0,5Jw2 - полная энергия маятника в нижней точке движения, равная сумме кинетических энергий поступательного и вращательного движений.

Здесь:

v– линейная скорость поступательного движения маятника;

w- угловая скорость вращательного движения маятника;

J- момент инерции;

m- масса маятника;

R- радиус оси маятника;

g- ускорение свободного падения;

t- время падения маятника;

h- длина маятника.

Учитывая взаимосвязи w=v/Ruh=vt/2, выводим искомую формулу.

4.В ходе лабораторной работы мы должны будем ознакомиться с маятником Максвелла и определить с его помощью момент инерции твердых тел. Теория и опыт показывают, что с увеличением массы маятника увеличивается и момент инерции, т.е. существует прямая зависимость между этими величинами.

Схема установки.

1. Основание установки.

2. Электронный секундомер.

3. Фотоэлектрический датчик.

4. Нити.

5. Диск маятника.

6. Ось маятника.

7. Подвижный нижний кронштейн.

8. Колонка.

9. Верхний кронштейн, прикрепленный неподвижно к колонке 8.

10. Электромагнит.

11. Фотоэлектрический датчик.

12. Сменные кольца.

Соседние файлы в папке 12