4. Порядок выполнения работы

Приборы и принадлежности: лабораторная установка «маятник Обербека», набор гирь (грузов) разной массы (100 г, 150 г, 200 г и т. д.), секундомер, линейка.

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и подготовить её к работе (в присутствии лаборанта).

2. Подготовить таблицу для записи результатов (по прилагаемой форме).

Номер опыта	,	,	,	,	,	,	,
1
2
3
…
18

3. Закрепить подвижные грузы на стержнях крестовины как можно ближе к оси вращения. Чтобы вращение системы происходило без биений, грузы располагать на одинаковом расстоянии от оси вращения и надёжно закреплять.

4. Измерить при помощи штангенциркуля диаметр шкива (), на который предполагается наматывать нить для подвески груза .

5. Определить на технических весах массу груза (в некоторых случаях масса может быть задана).

6. Намотать на шкив (радиус которого измерили) нить, предварительно закрепив её на ободе шкива. Длина нити должна быть больше высоты груза над заданным уровнем.

7. Подвесить к свободному концу нити груз и, удерживая груз в неподвижном состоянии, измерить при помощи линейки высоту груза над заданным уровнем.

8. Предоставить возможность грузу падать и измерить с помощью секундомера время движения груза на участке пути, равном .

9. Повторить данный опыт и измерения величин и не менее 3-х раз при различных (по указанию преподавателя) сочетаниях значений и . Для каждого опыта вычислить ипо формулам (9) и (8). Результаты прямых измерений и расчётов записать в таблицу.

10. На основании полученных опытных данных построить на миллиметровой бумаге график зависимости от .

11. Определить графическим методом, используя формулу (10), момент инерции «маятника Обербека» при заданном расположении грузов на стержнях крестовины, т. е. и погрешность .

12. Изменить положение подвижных грузов на стержнях крестовины, переместив их подальше от оси вращения системы, и закрепить их надёжно, так чтобы вращающаяся система была в безразличном состоянии равновесия.

13. Выполнить все пункты (п. 6—11) задания при новом расположении грузов на стержнях крестовины.

14. Вычислить разность. Ответ записать в единицах СИ.

15. На основе анализа полученных результатов дать ответ на следующие вопросы (письменно):

а) как изменяется угловое ускорение системы при изменении момента инерции (при прочих равных условиях)?

б) описать характер зависимости величины момента инерции вращающейся системы от расположения её массы относительно оси вращения.

16. Оформить отчёт по лабораторной работе и предъявить преподавателю.

5. Контрольные вопросы

1.Какие физические величины используются для характеристики вращательного движения тела? Единицы измерения этих величин в СИ.

2.Напишите формулу момента инерции твёрдого тела относительно неподвижной оси вращения и объясните её.

3.Сформулируйте основной закон динамики вращательного движения твёрдого тела. Напишите уравнение основного закона динамики вращательного движения для наиболее общего случая.

4.Через какую точку тела должна проходить ось вращения, чтобы момент инерции относительно этой оси имел наименьшее значение?

5.Напишите формулу, устанавливающую связь между угловым и линейным ускорением соответствующих точек тела, совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси.

6.Объясните, почему акробат, делая двойное или тройное сальто, старается сгруппировать своё тело «в клубок».

7.Объясните, почему для реальной вращающейся системы график функций может и не проходить через начало координат.

8.Приведите примеры (не менее трёх) практического использования центрифуги.

9.Объясните назначение и принцип действия центрифуги в стиральных машинах и в сепараторах.