Индивидуальные задания

№ бригады	1 и 7	2 и 8	3 и 9	4 и 10	5 и 11	6 и 12
тело №1	шар	цилиндр из пенопласта	полый металлический цилиндр	стержень без грузов	диск из пенопласта	шар
масса тела №1, г	731	345	358	133	306	731
тело № 2	цилиндр из пенопласта	шар	стержень без грузов	диск из пенопласта	шар	стержень без грузов
масса тела №2, г	345	731	133	306	731	133

Подготовка к работе.

1. Физические понятия.

• поступательное движение;

• вращательное движение;

• момент силы относительно точки, относительно оси;

• угловая скорость; угловое ускорение;

• момент инерции; физический смысл момента инерции твердого тела;

• моменты инерции тел правильной геометрической формы;

• основное уравнение динамики вращательного движения;

• теорема Штейнера;

• крутильные колебания, модуль кручения

2. Выведите формулу для расчета момента инерции сплошного диска радиуса Rи массыm.

3. Расчетное задание.

• Рассчитайте и постройте график зависимости момента инерции диска радиуса и массыот, где a– расстояние от центра диска до оси вращения. Величинуaварьируйте в пределах от 0 до 15 см.

4. Сформулируйте цель работы и порядок ее выполнения.

Примечание. Пункты 2, 3 выполните письменно при подготовке к лабораторной работе.

Литература

1. Иродов И.Е. Механика. Основные законы.– М.: Лаборатория базовых знаний, 2003, §§1.2, 5.1, 5.4.

2. Савельев И.В. Курс общей физики.– М.: АстрельАСТ, 2005; §§1.5, 5.3, 5.4, 5.5.

Приложение 1

Определение момента инерции тела по периоду крутильных колебаний

1. После запуска программы “Measure” в меню «Прибор» выберите пункт «Кобра 3 Перемещение/Вращение». Можно также воспользоваться символом «Красный круг» в меню инструментов (новое измерение). В результате на экране монитора появится окно настройки процесса измерений (рис.1-1).

2. В появившемся диалоговом окне установите показанные на рис.1-1 установки.

Рис. 1-1. Окно настройки измерений

Внимание! Из-за особенностей работы программы в окошке «Диаметр оси» необходимо записывать радиус вала 5, на который наматывается нить. Эта величина равна 10 мм.

3. В окне на рис. 1-1 нажмите кнопку «Далее». Появится окно запуска и контроля измерений ( рис.1-2).

   

   Рис. 1-2. Окно запуска и контроля измерений

4. Отклоните исследуемое тело на угол от положения равновесия и отпустите его.Выбор величины начального угла в указанном диапазоне является важным. При малых углах колебаний может возникнуть дополнительная погрешность, связанная с влиянием силы тяжести на период колебаний. Эта зависимость проявляется, если колебания тела происходят не совсем в горизонтальной плоскости. При больших амплитудах колебаний действие силы тяжести за период усредняется и, в результате, компенсируется. По истечению 2-3 секунд нажмите кнопку «Начать измерение» в окне на рис.1-2. Время измерений выберите равным 10-20 периодам колебаний. Заканчивают измерение нажатием кнопки «Закончить измерение» в окне на рис.1-2. После этого на экране появится график затухающих колебаний (рис.1-3).

   

   1

   

   2

   

   3

   Рис. 1-3. Типовой график затухающих колебаний.

5. Для повышения точности измерения периода колебаний T воспользуйтесь инструментом «Лупа» (кнопка 1 на рис.1-3). С помощью этого инструмента выделите характерный участок графика, исключив начальный и конечный участки. С помощью инструмента «Обзор» (кнопка 2 на рис.1-3) установите точки «1» и «2» на максимумы 1-го и 10-го колебаний. Проконтролируйте, чтобы амплитуда 10-го колебания была не менее . По таблице (позиция 3 на рис.1-3 ) определите период колебаний.

6. Рассчитайте момент инерции I, воспользовавшись формулой (14).

Приложение 2