- •К лабораторному практикуму по механике для студентов первого курса всех специальностей
- •1. Определение ускорения свободного падения на машине атвуда Лабораторная работа 1.1.
- •1.1. Описание прибора и методика измерений
- •1.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Измерение упругого модуля сдвига стальной проволоки методом крутильных колебаний Лабораторная работа № 1.2.
- •2.1 Теоретическое введение
- •2.2. Описание установки и методика измерений
- •2.3. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •3. Определение момента инерции методом трифилярного подвеса Лабораторная работа № 1.3
- •3.1. Описание установки и методика измерений
- •3.2. Порядок выполнения работы
- •4.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •5. Исследование основного уравнения динамики вращательного движения и определение момента инерции крестообразного маятника Лабораторная работа № 1.5.
- •5.1. Описание установки и методика измерений
- •5.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •6. Определение скорости полета пули с помощью баллистического маятника Лабораторная работа № 1.6.
- •6.1. Описание прибора и методика измерений
- •6.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •7. Определение скорости снаряда с помощью баллистического крутильного маятника Лабораторная работа 1.7.
- •7.1. Описание установки и методика измерений
- •7.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •8. Определение угловой скорости прецессии и момента инерции гироскопа Лабораторная работа № 1.8.
- •8.1. Описание гироскопа
- •8.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •9. Исследование явления удара Лабораторная работа № 1.9
- •9.1. Теоретическое введение
- •9.2. Описание установки и методика измерений
- •9.3. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •10. Исследование движения тел в жидкости Лабораторная работа 1.10.
- •10.1. Описание установки и методика измерений
- •10.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Библиографический список….………………………………57
- •Методические указания
- •К лабораторному практикуму
- •По механике для студентов всех специальностей
- •И всех форм обучения
- •394026 Воронеж, Московский просп.,14
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Российской федерации
Воронежский государственный технический университет
Учебно-методический центр кафедр
общей физики
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К лабораторному практикуму по механике для студентов первого курса всех специальностей
Воронеж 2005
Составители: канд. физ.мат. наук Евсюков В. А., канд. физ.мат. наук А.Г. Москаленко, канд. физ.мат. наук Н.В. Матовых, канд. физ.мат. наук И. А. Сафонов, канд. физ.мат. наук А.Ф. Татаренков, канд. пед. наук О. С.Хабарова.
УДК 531 (07)
Методические указания к выполнению лабораторного практикума по механике для студентов первого курса всех специальностей/ Воронеж. гос. техн. ун-т; Воронеж, 2005, 58 с.
Методические указания содержат описание методик измерения, приборов и порядок выполнения лабораторных работ № 1.1 - 1.10, поставленных и выполняемых в учебных лабораториях ВГТУ.
Предназначено для студентов всех специальностей и всех форм обучения.
Ил. 20. Библиогр. 6 назв.
Рецензент канд. физ.- мат.наук А.А. Долгачёв
Ответственный за выпуск зав. кафедрой общей физики механико-технологического профиля, профессор
В.С.Железный
Печатается по решению редакционно–издательского совета Воронежского государственного технического университета
© Воронежский государственный
1. Определение ускорения свободного падения на машине атвуда Лабораторная работа 1.1.
Приборы и принадлежности: машина Атвуда, миллисекундомер, набор грузов и перегрузков.
Цель работы: ознакомление с методикой измерения ускорения свободного падения и проверка законов динамики.
1.1. Описание прибора и методика измерений
Рис 1.1
Машина Атвуда предназначена для исследования движения тел в поле земного тяготения. Устройство машины изображено на рис.1.1. Блок массой может свободно вращаться вокруг оси, укрепленной в верхней части стойки. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены два груза равных масс . Если на правый груз поместить один или несколько перегрузков, то представленная самой себе система грузов начнет двигаться с ускорением. В начале опыта блок фиксируется с помощью электромагнита. При выключении тока, текущего через электромагнит, блок освобождается и система приходит в движение. На основании законов динамики поступательного и вращательного движений получим следующие уравнения:
, (1.1)
, (1.2)
, (1.3)
где - момент инерции блока ; -
угловое ускорение блока; и - силы натяжения правой и левой частей нити; m – масса перегрузка.
Решение данной системы уравнений даёт следующее выражение для g:
. (1.4)
Для определения ускорения грузов рассмотрим движение правого груза на участке пути . Так как начальная скорость равна нулю, то
, (1.5)
где - конечная скорость на участке .
В конце пути S1 перегрузок снимается с правого груза неподвижным кольцом , после чего система грузов начинает двигаться равномерно со скоростью, приобретенной в конце участка S1.
Измеряя путь S2 и время t равномерного движения правого груза на этом пути, можно определить скорость , а затем по формуле (1.5) ускорение. При этом:
. (1.6)
Теперь легко получить формулу для ускорения свободного падения:
. (1.7)
Пути S1 и S2 определяются по шкале прибора.