1 курс 2 семестр / Лабораторная работа 1-7(1)

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

кафедра «ФТОС»

Отчет по лабораторной работе № 1-7 «Изучение законов вращательного движения с помощью

маятника Обербека»

Выполнил: студент группы

Проверил:

г. Нижний Новгород

20 г.

Цель работы:

Экспериментальная схема:

Исходные данные:
r0 = 2 см	m1	=
d = 2 см	m2	=
D = 3 см	m0	= 114 г
r = 3,5 см	g = 9,8 м/с2

Расчетные формулы:

1. Расстояние от оси вращения до грузов на крестовине:

R r0 l d ,

2

где

r0 – радиус бобышки.

l – расстояние от груза до блока, d – высота груза.

2. Среднее время движения груза:

ti

t i , где N – количество измерений

N

3. Ускорение груза:

a 2h , где h – высота, с которой опускается груз t2

4. Угловое ускорение крестовины:

a , где r – радиус блока r

5. Момент сил, действующих на блок: M m g a r, где m – масса груза

6. Момент инерции вращательной части установки:

I M

7.Угловая скорость в конце падения груза

t

8.Момент импульса вращательной части установки:

L I

Результаты измерений:

Задание 1

	m, кг	l, см			t, с
			1	2	3	4	5
		l1 =
	m1 =
		l2 =
		l1 =
	m2 =
		l2 =

Задание 2

	N	l, см			t, с
			1	2	3	4	5
	1
	2
	3
	4
	5

Расчетная часть:

Задание 1. Экспериментальная проверка основного закона динамики вращательного движения

m1 =

l1 = R1 = <t1> =

a1 =

ε1 =

M1 =

I1 =

ω1 =

L1 =

l2 = R2 = <t2> =

a2 =

ε2 =

M2 =

I2 =

ω2 =

m2 =

l1 = R1 = <t3> =

a3 =

ε3 =

M3 =

I3 =

ω3 =

L3 =

l2 = R2 = <t4> =

a4 =

ε4 =

M4 =

I4 =

ω4 =

Результаты расчетов:

N	m, кг	R, м	<t>, с	a,		ε, с-2	M,	I,		ω,	L,
					2				2		2
				м/c			Н м	кг м		с-1	кг м /c
1	m1=
2	m1=
3	m2=
4	m2=

Проверка основного закона динамики вращательного движения:

1.		I const
			I1 I3		M																	M
					M			1							1							M		1									1
								3								3								3									3
			I2 I4		M				2								2					M		2									2
					M 4									4								M 4											4
2.	M const
		M1 M2				I																I
						I	1							2								I	1										2
							2								1								2
																																	1
			M3 M4			I																I
						I	3							4								I	3										4
							4								3								4
																																	3
						L1								M1					t1
3.	Проверка отношения
						L		2				M						2	t	2
		L1																									M	1	t
																													1
		L2																									M 2 t2

Задание 2. Исследование зависимости момента инерции от положения грузов на крестовине

R1 =

R12

t1

a1 =

ε1 =

M1 =

I1 =

R2 =

R22

t2

a2 =

ε2 =

M2 =

I2 =

R3 =

R32

t3

a3 =

ε3 =

M3 =

I3 =

R4 =

R42

t4

a4 =

ε4 =

M4 =

I4 =

R5 =

R52

t5

a5 =

ε5 =

M5 =

I5 =

Результаты расчетов:

N	R, м	R2, м2	<t>, с	I, кг м2
1
2
3
4
5

График зависимости I (R2 ):

Продолжаем график до пересечения с осью I. Отсекаемый отрезок равен моменту инерции крестовины с грузами

I0

Момент инерции грузов:

Iгр

Момент инерции крестовины:

Iкр