- •Лабораторна робота мех 1 вивчення законів рівномірного та рівноприскореного рухів
- •Основні теоретичні відомості
- •1 М/с2.
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи
- •Завдання 2. Дослідження законів рівноприскореного руху
- •7. Порівняти одержані в трьох серіях вимірювань значення прискорення з урахуванням знайденого довірчого інтервалута зробити висновок. Контрольні запитання
- •Лабораторна робота мех 2 вивченя основного закону динаміки поступального руху
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи
- •Завдання 2. Дослідити залежність прискорення від маси системипри сталій рівнодійній силі,
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота мех 3 експеримент альне вивчення закону збереження імпульсу
- •3.1. Основні теоретичні відомості
- •3.3. Порядок виконання роботи
- •3.4. Контрольні запитання
- •Лабораторна робота мех 4 вимірювання швидкості руху кулі за допомогою балістичного маятника
- •Основні теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні запитання
- •§ 7–12, Ст.. 44–51, 2006 р.
- •5.3. Порядок виконання роботи
- •Завдання іі. Дослідження залежності між моментом інерції і і кутовим прискоренням тіла
- •Таблиця 5.2
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота Мех. 7 визначення моменту інерції кільця за допомогою маятника максвелла
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота мех 8 експериментадьне дослідження процесів взаємоперетворення різних видів механічної енергії за допомогою маятника максвелла.
- •Опис лабораторної установи
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота мех 9 дослідна перевірка теореми штейнера
- •Основні теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота мех 6 визначення моменту інерції тіл методом гармонічних коливань
- •Основні теоретичні відомості
- •Використання крутильних коливань для визначення моменту інерції
- •Хід виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •§ 11, 12, Ст. 38–43, § 18, ст. 48–54 ;
- •Експериментальне визначення модуля кручення циліндричного стрижня (дротини).
- •Хід виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •§ 11– 12, Ст. 38–43, § 18, ст. 48–54 ;
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •§ 13, 14, 18, 20 ;
- •Завдання 1.
- •Порядок виконання роботи
- •Завдання 2.
- •Опис приладу
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •§ 13, 14, 16 ;
- •§ 63, 64, 66.
- •Література
Опис лабораторної установки
Машина Атвуда (рис.1.2) складається з легкого блока, закріпленого на вертикальному стрижні та двох циліндрів однакової маси , що з‘єднані ниткою, перекинутою через легкий блок.
Щодо установки, то будемо вважати, що
а) нитка невагома і не деформується;
б) блок невагомий;
в) сила тертя в блоці відсутня.
За цих умов сила натягу ниткиліворуч і праворуч від блока будуть однаковими.
Покладемо на правий циліндр тягарець масою <<. Правий і лівий циліндри почнуть рухатися з однаковим прискоренням у взаємно протилежних напрямках.
За другим законом Ньютона рівнодійна сил, що діють на тіло, дорівнює добутку його масиm на прискорення
. (2.5)
Застосуємо другий закон Ньютона для лівого циліндра. На циліндр діють сила натягу нитки , та сила тяжіння.
Їх рівнодійна
. (2.6)
Тоді другий закон для лівого циліндра матиме вигляд в векторній формі
. (2.7)
Враховуючи додатній напрямок осі (див. рис. 2.1), запишемо його в скалярній формі
. (2.8)
Застосуємо другий закон Ньютона для правого циліндра з тягарцем .
На циліндр діють сила натягу нитки та сила тяжіння
. (2.9)
Їх рівнодійна буде
(2.10)
Тоді другий закон Ньютона для правого циліндра матиме вигляд:
у векторній формі
(2.11)
в скалярній формі
(2.12)
Об’єднавши рівняння (2.8) та (2.12) маємо систему рівнянь
(2.13)
Розв‘язавши систему рівнянь одержимо величину прискорення а, з яким рухається вся система тягарців
. (2.14)
Враховуючи, що згідно другого закону Ньютона
, (2.15)
де - рівнодійна сила, що діє на систему масоюМС
Порівнявши рівняння (2.15) та (2.14) і врахувавши (2.17) можна стверджувати, що
= ; (2.16)
Маса системи
, (2.17)
де – маса правої рухомої частини; – маса лівої частини.
Тому рівняння (2.14) набуває вигляду
; (2.18)
Якщо зафіксувати масу системи
,
а змінювати рівнодійну силу (див. формулу (2.16))
,
то можна дослідити залежність прискорення від рівнодійної силиі перевірити співвідношення
. (2.19)
Якщо зафіксувати величину рівнодійної сили
,
а змінювати масу системи , то можна дослідити залежність прискореннявід маси системита перевірити співвідношення
(2.20)
Порядок виконання роботи
Ознайомитись з інструкцією для роботи на машині Атвуда.
Ознайомитись з темою “Кінематика поступального руху” по лабораторній роботі МЕХ 1.
Завдання 1. Дослідити залежність величини прискорення від величини рівнодійної силипри сталій масі системиМс = const.
Покласти на правий циліндр чотири тягарці 4 .
Визначити масу системи (кг)
, (2.21)
де – маса лівого (правого) циліндра
Рис. 2.1
Визначити силу (рівнодійну), яка надає системі прискорення
(2.22)
. (2.23)
4. Нижній край правого циліндра розташувати навпроти візирної риски середнього кронштейна.
5. Натиснути «пуск». Записати час руху і пройдену відстаньв таблицю 2.1.
6. Вимір часу повторити 5 разів. Результати записати в табл.. 2.1.
7. Перекласти один тягарець з правого циліндра на лівий. Маса системи залишилася незмінною
(кг) . (2.24)
8. Визначити рівнодійну силу , яка надає прискореннясистемі
; (2.25)
(н). (2.26)
9. Виконати дії п.п. 4,5,6 для часу .
10. Обчислити та, – аналогічно лабораторній роботі МЕХ 1 та занести в таблицю.
11. Обчислити ;
. (2.27)
та занести в таблицю
12. Перевірити, чи виконується співвідношення: та зробити висновок.
Таблиця 2.1
Дослід, n |
…. (м); Мс= 2М+4m (кг) | |||||
(с) |
(н) |
(м/с2) |
(с) |
(н) |
(м/с2) | |
1 |
|
_____ |
_____ |
|
_____ |
_____ |
2 |
|
_____ |
_____ |
|
_____ |
_____ |
3 |
|
_____ |
_____ |
|
_____ |
_____ |
4 |
|
_____ |
_____ |
|
_____ |
_____ |
5 |
|
_____ |
_____ |
|
_____ |
_____ |
Середнє значення |
|
;
|
= |
|
;
|
; = |
13. Обчислити значення середньоквадратичних похибок часу , та довірчих інтервалів часу як для прямих вимірювань відповідно за формулами:
;
;
Для n = 5 та довірчої імовірності = 0,95, коефіцієнт Стьюдента= 2,8.
Результати записати в інтервальній формі:
;
.
Обчислити значення як для непрямих вимірювань при0,95;= 2,8:
В загальному вигляді, оскільки а = f(S,t), згідно рівняння (2.27)
,
тоді
Обчислити довірчий інтервали Δа, та Δа2 за формулою
,
де , а- інструментальна похибка шкали машини-3 Атвуда (Сs = 1·10 м – ціна поділки шкали приладу).
Результати обчислень величини прискорення записати в інтервальній формі
;
.