- •Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу фізики Частина 1 і Семестр
- •Вимірювання фізичних величин та визначення похибок вимірювання
- •Метод середнього арифметичного
- •Статистичний метод
- •Закон нормального розподілу випадкових похибок та статистична обробка при нормальному розподілі результатів спостережень
- •Обробка результатів непрямих вимірювань
- •Вивчення прямого центрального пружного удару
- •1. Мета роботи.
- •2. Теоретичні відомості.
- •3. Контрольні запитання.
- •4. Домашнє завдання.
- •5. Лабораторне завдання.
- •6. Порядок виконання роботи:
- •6. Прилади та обладнання.
- •3. Контрольні запитання.
- •4. Домашнє завдання
- •5. Лабораторне завдання.
- •6. Порядок виконання роботи:
- •7. Прилади та обладнання.
- •Вивчення обертального руху на маятнику Обербека.
- •1. Мета роботи.
- •2. Теоретичні відомості.
- •3. Контрольні запитання.
- •4. Домашнє завдання.
- •5. Лабораторне завдання.
- •6. Порядок виконання роботи.
- •7. Прилади та обладнання.
- •3. Прилади та обладнання.
- •4. Порядок виконання роботи
- •5. Контрольні запитання.
- •6. Література.
- •Вивчення закону Ома
- •1. Мета роботи.
- •2. Теоретичні відомості.
- •3. Контрольні питання.
- •4. Домашнє завдання.
- •5. Лабораторне завдання.
- •6. Порядок виконання роботи.
- •7. Прилади та обладнання.
- •3. Прилади та обладнання.
- •4. Порядок виконання роботи.
- •Завдання 2. Визначення невідомої ерс методом компенсації
- •1. Мета роботи.
- •2. Теоретичні відомості.
- •3. Прилади та обладнання.
- •4. Порядок виконання роботи.
- •Вивчення прискорення вільного падіння тіла за допомогою фізичного маятника
- •1. Мета роботи.
- •2. Теоретичні відомості.
- •4. Методика вимірювання.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Контрольні запитання.
- •7. Прилади та обладнання.
- •3. Методика вимірювання.
- •4. Порядок виконання роботи.
- •5. Контрольні запитання.
- •6. Прилади та обладнання.
- •7. Література.
- •Вивчення вільних затухаючих коливань математичного маятника
- •3. Методика вимірювання.
- •4. Порядок виконання роботи.
- •5. Прилади та обладнання.
- •3. Опис установки.
- •4. Прилади та обладнання.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •Завдання 2.
- •2. Теоретичні відомості.
- •3. Опис установки.
- •4. Прилади та обладнання.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Контрольні запитання.
3. Контрольні запитання.
1 Що характеризує тангенціальне й нормальне прискорення?
2 Як пов'язані лінійні й кутові характеристики руху?
3 Що називають плечем сили?
4 Що називається моментом сили відносні осі?
5 Що таке момент інерції матеріальної точки?
6 Що являє собою момент інерції тіла?
7 Від чого залежить момент інерції тіла?
8 Яке тіло називається абсолютно твердим?
9 Який рух називається обертальним?
10 У чому полягає основний закон динаміки обертального руху?
4. Домашнє завдання
для виконання роботи треба вивчити наступні питання:
- лінійна та кутова швидкості;
- тангенціальне, нормальне, повне й кутове прискорення;
- момент сили відносно осі обертання;
- момент інерції матеріальної точки та АТТ відносно осі обертання;
- основний закон динаміки обертального руху.
5. Лабораторне завдання.
Установка (рис. 4) складається з насаджених на одну вісь шківа діаметром dі диска, на якому закріплюється досліджуване тіло. На шків намотана нитка, до кінця якої прикріплений тягарець масою. Якщо нитку перекинути через блок і дати їй можливість прискорено опускатися, то шків, диск і досліджуване тіло набудуть обертального руху.
Рис. 4.
При прискореному русі тягарця вниз сила натягу нитки буде
,(23)
де a- лінійне прискорення вантажу, чисельно рівне тангенціальному прискоренню точок поверхні шківа, з якого змотується нитка;g – прискорення вільного падіння().
Сила, що створює обертальний момент чисельно рівна, але протилежно напрямлена до сили натягу та прикладена до ободу шківа. Плечем цієї сили є половина діаметра шківа (радіус шківа). Отже, обертальний момент
(24)
Якщо врахувати, що пройдений прискорено падаючим тягарцем шлях
, то
, (25)
а кутове прискорення частин, які обертаються, на підставі формули (15) буде:
(26)
Обертальний момент з врахуванням співвідношення (24) виразиться так:
У цьому виразі величина , тому можна вважати, що
(27)
З основного закону динаміки обертального руху (22)
,
а якщо підставити вирази (22) і (27), то розрахункова формула для визначення моменту інерції Iдля даного положення досліджуваного тіла матиме вигляд:
(28)
6. Порядок виконання роботи:
1.Виміряти штангенциркулем діаметр шківаd.
2.Намотати нитку з тягарцем () на шків, пропустити через блок.
3.Розташувати тіло на платформі в одному з трьох різних положень, відпустити тягарецьта виміряти шлях пройдений тягарцем і час проходження цього шляху.
4.Дослід проробити 3 рази та знайти середнє арифметичне значення часу.
5. Змінити розташування досліджуваного тіла та провести ще дві серії вимірювань (для двох різних положень тіла, що залишились).
6. Зняти тіло з платформи і проробити ті ж вимірювання.
7.Для кожного досліду обчислити:
величину Iза формулою (28), від кожного значенняІівіднятиIплатформи;
відносну похибку непрямих вимірювань за формулою:
,,
де m1,d,,h– маса тягарця, діаметр шківа, середній час опускання тягарця та шлях тягарця відповідно, а,,,- абсолютні похибки прямих вимірювань маси, діаметру шківа, часу та пройденого шляху відповідно.
- абсолютну похибку непрямого вимірювання за формулою: .
8.Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю 1.
Примітка: Маса падаючого вантажу () та маса тіла, момент інерції якого досліджується (), зазначені безпосередньо на них, та визначені з похибкою
Таблиця 1
-
№
досліду
Положення тіла
m1, кг
d, м
h, м
с
, с
,
1
І положення
2
3
4
ІІ положення
5
6
7
ІІІ положення
8
9
10
Без тіла
11
12
9.Для кожного з положень тіла результати розрахунків записати у вигляді:
кгм2, при =…%
У висновку порівняти знайдені дослідним шляхом моменти інерції тіла з обчисленими за формулою (21).